研究发现，血红蛋白是母鼠保护幼崽的化学感觉信号

时间：2022-02-16 00:00:00 来源：网络整理

一篇描述研究人员发现的论文刚刚发表在《自然通讯》杂志上。

早在2005年,研究人员在实验室里由Kazushige Touhara东京大学在雄性小鼠的眼泪已经发现的化学物质分泌信息素——一种动物,影响他人的行为在同一物种——名叫ESp1(外分泌gland-secreting肽1),它是由蛋白质组成的。在调查壶鼻器(负责探测化学感觉信号如信息素的器官)的感觉神经元如何被ESp1刺激时，他们发现来自唾液腺的一种未知分子也神秘地激活了这些神经元。

在随后的研究中，试图确定这种神经元激活的来源，研究人员发现，血液污染腺体是罪魁祸首。然而，驱动这种活动的特定分子和相关的神经通路仍是未知的。

然后，研究人员首先让雄性小鼠接触少量的血液，观察位于鼻子犁鼻器的外周感觉神经元的血液依赖激活。他们进一步发现，这种犁鼻鄂的刺激活动是由细胞裂解物(破碎的血细胞的含量)促进的，但不是在血浆(血液中携带水、盐和酶的部分)中，因此，他们纯化了细胞裂解液，并利用蛋白质序列分析和吸收光谱分析来找出裂解液中哪些分子化合物是诱导神经元活动的。结果表明，血红蛋白是罪魁祸首。

甚至小学生,“每个人都知道,血红蛋白是在血液中携带氧气分子,所以这一发现其作为化学感应的信号的鼻子之际,一个真正的惊喜,“Touhara说论文的通讯作者和东京大学的教授应用生物化学。

自然环境中的小鼠在特定条件下会接触血液，比如雄性间的攻击造成的伤害，被捕食者攻击造成的伤害，以及幼鼠分娩。然而，当研究人员调查血红蛋白对社会行为(如攻击和性行为)的影响时，他们发现暴露血红蛋白后，男性和男性的攻击、母亲的攻击或性行为没有明显变化。

一旦他们找到了负责血红蛋白信号的大脑区域，只有在哺乳期的母亲中，下丘脑中接收到来自伏柳鼻感觉神经元信息的一个区域的特定神经激活。因此，研究人员开始观察暴露在血红蛋白下的哺乳期雌性小鼠的行为。

Touhara继续说:“母亲们在用浸过血红蛋白的棉签玩耍后收到血红蛋白后，立即表现出挖掘或养育行为。”“在接触新鲜血液时也观察到了同样的行为。”

研究人员还发现，血液中的血红蛋白通过一个特定的受体Vmn2r88刺激壶鼻感觉神经元。同时，在缺乏Vmn2r88的小鼠中，没有观察到挖掘或饲养行为的增加，这表明这种行为是由与Vmn2r88结合的特定配体-受体对(包括血红蛋白)控制的。

接下来，通过使用光遗传学和光和基因工程技术来操纵下丘脑的神经活动，研究人员能够复制挖掘行为，并由此提出了一个负责的神经回路，调节这些血红蛋白介导的行为。

这种挖掘和养育代表了一种探索和/或风险评估行为，这表明对血红蛋白的反应似乎对母亲通过检查外部环境来保护幼崽很重要。这就引出了下一个问题，为什么只有哺乳期的母亲才会有这种行为反应。

从这项研究中，Touhara和他的团队发现血液中一个众所周知的分子，血红蛋白，作为一种化学感觉分子和它的受体电路机制负责一种探索和/或风险评估行为在哺乳期的雌性小鼠。这表明，动物能够感知周围生活环境的信号，并根据其生命阶段做出适当的反应。

Journal Reference:

Takuya Osakada, Takayuki Abe, Takumi Itakura, Hiromi Mori, Kentaro K. Ishii, Ryo Eguchi, Ken Murata, Kosuke Saito, Sachiko Haga-Yamanaka, Hiroko Kimoto, Yoshihiro Yoshihara, Kazunari Miyamichi, Kazushige Touhara. Hemoglobin in the blood acts as a chemosensory signal via the mouse vomeronasal system. Nature Communications, 2022; 13 (1) DOI: 10.1038/s41467-022-28118-w

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