《易經・系辭上》有雲：一陰一陽之謂道，繼之者善也，成之者性也。陰陽平衡是萬事萬物的運行規律。欲望的驅動與抑制，亦是如此。2019年10月18日，bet356在线官方网站的潘玉峰教授課題組在《自然-通訊》（Nature Communications）雜志上發表研究論文“Drosulfakinin signaling in fruitless circuitry antagonizes P1 neurons to regulate sexual arousal in Drosophila”，探讨了這一科學問題。
神經科學的一個根本問題是解析動物在不同的外在環境刺激以及内在生理狀态下，如何做出适當的行為選擇。潘玉峰課題組以果蠅為動物模型，研究外在環境刺激和内在生理狀态如何整合，進而決定某種特定行為的輸出與否。在潘玉峰教授之前的研究中（PNAS, 2012；Cell, 2014；Nature Communications, 2017；Neuroscience Bulletin, 2017），報道了一簇調控多種本能行為的控制中樞——P1神經元。P1是雄性果蠅特有的神經元（在雌性中不存在），它參與調控性行為、睡眠和自發運動等多種覺醒狀态相關的行為。P1神經元是一個興奮中樞，它整合多種興奮性和抑制性的感覺刺激進而決定是否輸出求偶行為；然而，是否存在一種反應内在生理狀态的、抗衡興奮性中樞的抑制性中樞呢？在這次的研究中，潘玉峰課題組發現神經肽膽囊收縮素（Cholecystokinin，簡稱CCK；果蠅中為Drosulfakinin，簡稱DSK）響應多種生理狀态并與P1神經元相互作用以抑制果蠅的性行為，揭示了果蠅性行為的促進與抑制神經環路的相互作用機理，有助于理解本能欲望的興奮性與抑制性信号的互作機制。
膽囊收縮素信号在進化過程中非常保守，可以調節多種行為。在哺乳動物中，從腸道産生的CCK作用于大腦中的受體，以傳遞飽腹感信号，從而抑制進食；此外，CCK還參與調控傷害性感受、學習記憶、攻擊性行為和抑郁樣行為等。在果蠅中，和CCK同源的DSK具有類似的生理功能。在這項研究中，潘玉峰課題組發現Dsk神經元在激活時能抑制果蠅90%的求偶行為，并且與求偶的興奮性中樞P1神經元相互拮抗。P1神經元同時表達兩個重要的性别決定轉錄因子Fruitless（Fru）和Doublesex（Dsx），并且隻存在于雄蠅腦中。人為激活P1神經元時，雄蠅會處于高度覺醒的興奮狀态，其睡眠減少、運動增加、求偶和打鬥增強。當同時激活P1神經元和Dsk神經元時，果蠅的覺醒興奮狀态會介于單獨激活P1和單獨激活Dsk神經元之間。在分子通路層面，研究發現Dsk神經元通過釋放神經肽DSK并作用于其G蛋白偶聯受體CCKLR-17D3（表達在包含P1的衆多fru和dsx神經元中）以抑制求偶行為；在神經環路層面，該研究在單細胞層面揭示了四對Dsk神經元對求偶行為的調控作用，并且發現這些Dsk神經元通過突觸連接接收來自dsx神經元（包括P1神經元）的信号。有趣的是，從dsx神經元到Dsk神經元的突觸傳遞信号依賴于果蠅過去幾天所處的飼養環境，比如是否群居。研究進一步發現，DSK的表達受到衆多生理狀态的調控，比如進食、群居、衰老等，而這些内在的生理狀态可能決定了Dsk神經元是否活化并與外在感覺刺激一起調控性相關行為的輸出與否。
模型圖：外在感覺刺激與内在生理狀态對果蠅性行為的協同調控
綜上，該研究鑒定出了果蠅性相關行為的抑制分子和神經環路，并發現這條通路受多種内在生理狀态調控；同時該抑制通路與感知異性的興奮性通路相互作用，以平衡果蠅性行為的輸出。
該研究的共同第一作者為博士後吳順凡博士、郭超博士和博士生趙環，通訊作者為潘玉峰教授。該項目受到國家優秀青年基金等項目的支持。
參考文獻：
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Y. Pan and B.S. Baker, “Genetic identification and separation of innate and experience-dependent courtship behaviors in Drosophila”, Cell, 2014, 156: 236-248.
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