应激对不同性别的蠕虫突触连通性的影响

科学家通过使雄性蠕虫在进行性成熟之前饿死来使其发育受阻。在由美国国立卫生研究院资助的一项研究中，科学家们认为，甚至在性成熟之前几天的饥饿压力就阻止了关键神经元回路的布线方式的正常变化，从而导致成年雄性蠕虫发挥不成熟的作用。

纽约哥伦比亚大学生物科学教授，该研究的高级作者奥利弗·霍伯特(Oliver Hobert)博士说：“我们发现环境压力会永久性地深刻影响正在发展的神经系统的连通性。”大自然。

霍伯特博士的实验室研究的微小的神经系统看透蠕虫名为秀丽隐杆线虫，或秀丽隐杆线虫。以前，他实验室中的科学家展示了性成熟如何通过基因重编程并重塑雄性蠕虫中某些神经元回路的接线方式，从而使其不同于雌雄同体的配偶伴侣。

在这项研究中，实验室的研究生艾米丽·拜耳(Emily Bayer)发现，在成熟前暴露于压力下(尤其是饥饿)会中断雄性成虫的布线程序，使成虫具有不成熟的回路。她的研究结果还表明，这些对压力的反应部分受5-羟色胺控制，5-羟色胺是与人类抑郁相关的神经递质。

美国国立卫生研究院国家神经疾病和中风研究所的计划主任吉尔·莫里斯(Jill Morris)博士说：“探索基因和环境如何影响神经系统，对于理解电路如何破裂导致各种神经系统疾病至关重要。” NINDS)。

最初，Bayer意外地使一些动物无人看管了数周之久，从而消除了未成熟的蠕虫。这导致蠕虫暂停其正常生长并进入科学家所谓的“ dauer状态”。“

基本上，如果未成熟的蠕虫感觉到任何形式的压力，它们都可以暂时停止其正常生长几个月，然后在压力过后重新开始正常生长。在生长过程中的这种暂时冻结是多尔状态。”霍伯特博士说。

最终，拜耳将蠕虫放回了它们的正常环境，并使其长大成年。在检查了压力蠕虫的神经系统后，她发现了一些异常现象。通常，雄性尾巴中的某些神经元连接在性成熟过程中会被消除或修剪。相反，她发现压力蠕虫中仍存在不成熟的连接。后续实验表明，这严格是由饥饿引起的，并且没有其他形式的压力(例如热量)会导致dauer状态。

“我完全感到惊讶。实际上，我从没想过要强调蠕虫病毒的重要性，”拜耳说。“直到我看到他们的电路差异，我才意识到压力可以重新映射他们的接线图。”

她还发现，性成熟前的饥饿会导致成年雄性蠕虫在已知受这些回路控制的行为中发挥不成熟的作用。与正常的成年雄性不同，压力蠕虫对称为SDS的有害化学物质高度敏感。应力蠕虫从SDS游走，而正常雄性几乎没有反应。压力大的蠕虫在交配方面也有问题。具体而言，他们与雌雄同体蠕虫接触的时间比正常雄性少得多。

进一步的实验表明，通过5-羟色胺和章鱼胺(人类“战斗或逃跑”神经递质去甲肾上腺素的化学表亲)的相反作用来控制电路的修剪。

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