复杂的动物行为

生物实验离不开实验动物，小鼠是最常用的实验哺乳动物，尤其在制药领域更是不二之选。但如果你的研究方向是动物行为，那么仓鼠才是更好的选择。尤其是叙利亚仓鼠（Syrian hamsters），其行为模式的复杂程度和人类很相似，在面临环境压力时它们甚至会像人类那样大量分泌可的松，所以它们要比小鼠更适合作为研发人类神经性治疗药物的模型动物。

但是，因为技术条件的限制，此前这类研究只能通过注射激素或者激素抑制剂的方式来进行，效果往往不尽如人意。基因编辑工具CRISPR-Cas9的出现为科学家们提供了一种全新的研究方法，我们终于可以在基因层面研究特定的神经通路对动物行为的影响了。

美国佐治亚州立大学（Georgia State University）的一群科学家用基因编辑的方法研究了精氨酸血管加压素（Vasopressin）对叙利亚仓鼠的社会行为的影响，相关论文发表在2022年5月5日出版的《美国国家科学院院报》（PNAS）上。

精氨酸血管加压素又名抗利尿激素，其主要作用是调节哺乳动物的排尿出水量。但后来有人发现由该激素及其受体Avpr1a所组成的一个神经化学信号通路参与了神经系统对仓鼠社会行为的调节，而且这种调节是正向的。也就是说，如果人为地增加仓鼠体内的精氨酸血管加压素的含量，仓鼠就会表现出更多的社会行为，包括成员之间的互动和同性之间的侵略性行为等等。

为了进一步确认精氨酸血管加压素在仓鼠社会行为调节中的作用，研究人员使用基因编辑工具CRISPR-Cas9将仓鼠受精卵中编码该激素受体Avpr1a的基因敲除掉，使之完全失去活性。用这个办法培育出的叙利亚仓鼠体内完全没有了激素受体Avpr1a，于是精氨酸血管加压素便也失去了作用对象，这一神经化学信号通路便被彻底切断了。

研究人员使用3种不同的方法验证了基因编辑的效果，证明CRISPR-Cas9编辑工具很好地完成了任务。其中一种验证方法针对的是该信号通路对排尿量的影响，结果证明当Avpr1a基因被敲除后，其生理功能确实得到了完全的抑制。

但是，当科学家们试图研究这批仓鼠的社会行为时，结果却令人大吃一惊。经过基因编辑工具处理的仓鼠表现出了更强的社会行为倾向，和事先预想的结果正好相反。

更有意思的是，经过处理的仓鼠甚至在行为上失去了性别差异。通常情况下只有雄性叙利亚仓鼠才会对同性表现出强烈的侵略性，但受体基因被敲除后的雌性仓鼠也会对其他雌性表现出强烈的侵略性。

换句话说，精氨酸血管加压素和Avpr1a受体组成的这个神经信号通路对仓鼠社会行为的调节不但不是正向的，甚至有可能是负向的，其负面影响甚至超越了性别。

这个结果彻底颠覆了神经科学家们的认知，并对该领域盛行多年的方法论提出了质疑。此前这类研究过分关注于单个基因或者神经回路上的单个节点对动物行为的影响，用这个方法研究新陈代谢也许没有问题，但哺乳动物的大脑是一个高度复杂的器官，包含着大量相互影响、互相牵制的神经回路。我们必须将大脑视为一个整体，从系统的角度加以研究，才能真正搞清动物行为背后的调节机制和行为逻辑，从而开发出更有效的神经治疗药物。 动物行为