在哺乳動物中，父性撫育極為罕見，而其產(chǎn)生的神經(jīng)機(jī)制也尚未得到充分理解。

2月18日，普林斯頓大學(xué)Catherine Jensen Pe?a團(tuán)隊(duì)在Nature在線發(fā)表題為“Agouti integrates environmental cues to regulate paternal behaviour”的研究論文，該研究利用了非洲條紋鼠（Rhabdomys pumilio）自然的父性撫育行為，并結(jié)合了全腦cFos映射、單核細(xì)胞RNA測序、病毒介導(dǎo)的基因干擾以及環(huán)境調(diào)控等方法，來剖析父性養(yǎng)育行為自然差異的神經(jīng)基礎(chǔ)。該研究發(fā)現(xiàn)，社會環(huán)境條件會驅(qū)動父性異親養(yǎng)育行為的個體差異，即斷奶后的社會隔離會增加父性撫育行為，而較高密度群體中的社會生活則會增加殺幼崽行為。這種養(yǎng)育行為的自然差異與下丘腦內(nèi)側(cè)視前區(qū)的神經(jīng)活動以及大腦各區(qū)域相關(guān)活動的變化相符合。

在下丘腦內(nèi)側(cè)視前區(qū)內(nèi)，群體飼養(yǎng)會增加Agouti（Agouti是一種神經(jīng)肽，在哺乳動物中負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)黑色素合成，其基因表達(dá)與毛色相關(guān)）在神經(jīng)元中的表達(dá)，該表達(dá)與養(yǎng)育行為呈負(fù)相關(guān)，而 Agouti 的過度表達(dá)會減少養(yǎng)育行為并增加殺幼崽行為，且在原本不耐受的鼠類中會降低養(yǎng)育行為并增強(qiáng)殺幼崽行為。自然的干預(yù)措施進(jìn)一步表明，Agouti 能夠整合長期的飼養(yǎng)條件，而非食物供應(yīng)或饑餓狀況?？傊撗芯拷Y(jié)果表明，父性撫育的照料行為存在差異，這反映了與環(huán)境相關(guān)的對保守的下丘腦和黑皮質(zhì)素信號傳導(dǎo)機(jī)制的調(diào)節(jié)作用，而非取決于父性是否具備照料能力這一因素。

2025年10月22日，英國弗朗西斯克里克研究所Johannes Kohl團(tuán)隊(duì)在Nature在線發(fā)表題為“Integration of hunger and hormonal state gates infant-directed aggression”的研究論文，該研究報(bào)告了饑餓和發(fā)情狀態(tài)如何匯聚在內(nèi)側(cè)視前區(qū)（MPOA）的神經(jīng)元上，以塑造嬰兒導(dǎo)向的行為。

2023年10月6日，英國弗朗西斯克里克研究所Johannes Kohl團(tuán)隊(duì)在Science在線發(fā)表題為“Hormone-mediated neural remodeling orchestrates parenting onset during pregnancy”的研究論文，該研究發(fā)現(xiàn)雌二醇和黃體酮對小鼠內(nèi)側(cè)視前區(qū)（MPOA）中表達(dá)甘丙肽（Gal）的神經(jīng)元的作用對妊娠誘導(dǎo)的親代行為至關(guān)重要。雌二醇使MPOAGal神經(jīng)元沉默，反而增加了它們的興奮性，而黃體酮通過促進(jìn)樹突棘的形成和興奮性突觸輸入的募集，永久性地重新連接了這個回路節(jié)點(diǎn)。因此，懷孕激素在預(yù)期未來的行為需求時(shí)重塑了養(yǎng)育回路。

積極的親代照料對于未獨(dú)立生活的幼崽的生存和發(fā)育至關(guān)重要，母性照料為所有哺乳動物的照料行為奠定了進(jìn)化基礎(chǔ)。在所有哺乳動物物種中，母親會提供諸如營養(yǎng)、體溫調(diào)節(jié)和保護(hù)等關(guān)鍵資源。在一小部分哺乳動物（包括人類在內(nèi)）中，父親也會參與幼崽的照料，這可能會帶來獨(dú)特的發(fā)育和進(jìn)化優(yōu)勢。盡管支撐母性照料的神經(jīng)回路已得到廣泛研究，并在哺乳動物中普遍存在，但我們對于導(dǎo)致雄性自然出現(xiàn)積極照料行為的因果神經(jīng)生物學(xué)和分子機(jī)制的理解仍處于起步階段。

對哺乳期母鼠、標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)小鼠（Mus musculus）和大鼠（Rattus norvegicus）中已知具有重要意義的神經(jīng)內(nèi)分泌和肽類通路的研究，以及對白足鼠和田鼠物種的遺傳變異的研究，為雄性的大腦研究提供了重要見解。眾所周知，母性照顧是由下丘腦內(nèi)側(cè)視前區(qū)（medial preoptic area of the hypothalamus ，MPOA）介導(dǎo)的，這一腦區(qū)在懷孕期間會經(jīng)歷動態(tài)的激素和表觀遺傳重塑。這種重塑會重塑神經(jīng)回路，抑制幼崽指向的攻擊行為，同時(shí)促進(jìn)接近行為，并通過下游獎勵系統(tǒng)來強(qiáng)化照顧行為。相比之下，未經(jīng)歷性接觸的雄性小鼠和大鼠在野外通常會進(jìn)行幼崽殺戮行為，但在交配后，它們會暫時(shí)減少這種殺戮行為，并在數(shù)周內(nèi)表現(xiàn)出父性行為。

非洲條紋鼠的異親代照料行為（圖源Nature）

未經(jīng)歷性接觸的實(shí)驗(yàn)小鼠和大鼠也可以通過長時(shí)間接觸幼崽而被誘導(dǎo)表現(xiàn)出父性行為。在易感的雄性個體中，MPOA也被確認(rèn)為一個關(guān)鍵樞紐，它整合了上游的嗅覺輸入，并激活了下游的獎賞通路，這表明負(fù)責(zé)照顧行為的基本神經(jīng)回路存在于雄性體內(nèi)，但在正常情況下處于不活躍狀態(tài)。然而，毫無疑問，不同物種在性經(jīng)歷前自然表現(xiàn)出的照顧行為方面存在神經(jīng)生物學(xué)上的差異，例如在合作繁殖的田鼠的研究中就有所體現(xiàn)。這些研究不僅為我們揭示了如何激發(fā)父性行為提供了見解，同時(shí)也強(qiáng)調(diào)了需要新的嚙齒動物模型來理解自然發(fā)生于雄性身上的照顧行為的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)，尤其是在同一物種內(nèi)部。

非洲條紋鼠（R. pumilio）是研究父性撫育行為神經(jīng)生物學(xué)的理想模型。與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室嚙齒動物不同，未經(jīng)歷過性成熟過程的非洲條紋鼠（以下簡稱為“條紋鼠”）在野外和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中都會表現(xiàn)出父性和異親父母的雙重行為，非遺傳的照料者（異親父母）會主動為年幼的兄弟姐妹甚至無關(guān)的嬰兒提供照料。條紋鼠能在各種各樣的社會環(huán)境中茁壯成長，從群居生活到原地繁殖、領(lǐng)地繁殖和獨(dú)自行走都有涉及。當(dāng)雄性條紋鼠離開出生巢穴后，它們會根據(jù)環(huán)境壓力（如人口密度和資源可用性）采取各種不同的社會策略，比如獨(dú)自游蕩和組建單身群體（包括親屬和非親屬）。這種生態(tài)適應(yīng)性也延伸到了實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中，在那里它們可以處于模擬這些社會策略的條件下進(jìn)行飼養(yǎng)。

值得注意的是，雄性條紋鼠無需以往的繁殖經(jīng)歷或敏化反應(yīng)就能表現(xiàn)出養(yǎng)育行為，并且它們的養(yǎng)育行為表型在同種個體間存在自然的差異。這種單個物種內(nèi)的顯著差異（由遺傳因素控制），為探究與經(jīng)驗(yàn)相關(guān)的個體差異在父親養(yǎng)育行為中的分子和神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制提供了獨(dú)特的機(jī)會。在此，該研究以條紋鼠為模型，采用綜合方法——包括全腦cFos表達(dá)圖譜繪制、單核 RNA 測序（snRNA-seq）、腦部病毒介導(dǎo)的基因操作以及社會環(huán)境操作——為我們對自然發(fā)生的父系養(yǎng)育行為背后的神經(jīng)機(jī)制提供了新的見解。

來源：i Nature

參考消息：https://www.nature.com/articles/s41586-026-10123-4

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