雄性小鼠，在刚出生时，一个短暂的过程产生了额外的影响。小鼠的睾酮水平出现了一段持续仅仅几个小时的激增期，而由于一些神经元可以利用睾酮自行生产雌甾二醇，因此雄性小鼠的雌性激素水平也出现了短暂的激增，这也对发育中的神经回路起到了塑造的作用。
对包括我们人类在内的大量动物来说，个体行为的塑造离不开性激素的调控。自从出生伊始，激增的雌性激素水平就在发育中的大脑内塑造着神经回路，这个过程足以产生持续终生的影响，也解释了两性在大脑结构和行为上的大量差异。
当我们站在遗传学的角度，这一切又该如何解释？科学家已经知道，雌性激素控制了大脑中多个基因的表达：当被激活的雌性激素受体直接与神经元中的DNA结合，它们可以起到基因开关的作用，从而操控基因的表达。
但至今未知的问题是，这些雌性激素受体具体作用于哪些神经元，又是如何造成两性的差异？
在一项发表于《自然》的新研究中，冷泉港实验室（CSHL）的助理教授Jessica Tollkuhn带领团队回答了这个问题，他们揭示了一个在生命初期极其短暂的过程如何带来终生影响。
在实验中，Tollkuhn教授团队研究的对象是小鼠，以及小鼠大脑两性差异的主要调控因素：雌性激素雌甾二醇。他们分别观察了雄性和雌性小鼠，并将成年个体的大脑与正在发育中的年轻个体大脑进行了对比，从中找到了雌甾二醇受体在大脑中调控的区域。
无论是雄性还是雌性，小鼠大脑中都有雌性激素出现、扮演重要的角色。对于雄性小鼠，在刚出生时，一个短暂的过程产生了额外的影响。小鼠的睾酮水平出现了一段持续仅仅几个小时的激增期，而由于一些神经元可以利用睾酮自行生产雌甾二醇，因此雄性小鼠的雌性激素水平也出现了短暂的激增，这也对发育中的神经回路起到了塑造的作用。
结果就是，雄性小鼠中的某些特定脑区变得更大、包含的神经元数量也更多。这样的差异直接影响了成年后的一系列行为，包括交配、养育后代以及侵略性。
“在大脑的发育过程中有一个关键期，这时神经连接开始形成，可以造成永久的结构变化。这个短暂的激素激增阶段，却对大脑发育造成了持久的影响。”Tollkuhn教授表示。
研究团队检验了在激素激增之后，雌性激素受体在大脑中作用的具体位置。他们聚焦于一个名为终纹床核（BNST）的脑区，无论是对于小鼠还是人类，雄性/男性的这个脑区都比雌性/女性更大。
▲雄性小鼠的终纹床核脑区更大，大量神经元能产生雌性激素受体（图片来源：BRUNO GEGENHUBER/TOLLKUHN LAB/CSHL， 2022）
研究团队还发现，大量基因受到雌性激素的控制，包括不少参与神经发育和神经信号的基因。尽管这些雌性激素在大脑中仅仅停留几个小时，但这些受激素调控的基因却可以活跃数周，持续影响神经元的形成。
因此，这项研究揭示了雌性激素在大脑中调控的具体脑区与相关基因。接下来，Tollkuhn教授团队希望进一步了解这些基因如何调控雌性激素对大脑发育、行为和疾病的多重影响。
参考资料：
[1] B。 Gegenhuber et al。， Epigenetic regulation of brain sexual differentiation by estrogen receptor alpha。 Nature （2022）。 https：//doi.org/10.1038/s41586-022-04686-1
[2] Cold Spring Harbor Laboratory discovers how hormones define brain sex differences。 Retrieved May 4th， 2022 from https：//www.eurekalert.org/news-releases/951223