探索幼鼠關鍵期下視丘麩胺酸突觸的可塑性調控性別分化的機制

正常的生殖行為表現確保生物物種能持續的繁衍。雄性及雌性動物表現不同的生殖行為:以老鼠為例，公鼠表現跨騎(mounting)行為，而母鼠則表現蹲踞(lordosis)行為。公鼠能表現跨騎行為是因在剛出生的關鍵期，公幼鼠腦內睪固酮經由芳香酶催化合成的雌二醇(estradiol;E2)會增加大腦視前區星型膠細胞及下視丘神經元的麩胺酸(glutamate;Glu)的釋放，而分別讓公幼鼠腦雄性化(musculinization)及去女性化(defeminization)；相反的，母幼鼠腦在關鍵期因缺少E2 作用而被塑造為女性化腦促成蹲踞行為表現。但造成此性別分化的麩胺酸突觸傳遞可塑性的機制目前還不清楚。另一方面，已知介於星型膠細胞與神經細胞之間的麩胺酸-麩醯胺酸循環(glutamate-glutamine cycle;GGC)能調控海馬迴麩胺酸神經元的突觸傳導效能；E2 能增加參與GGC的兩種主要酵素:麩醯胺酸合成酶(glutamine synthetase; GS)及麩醯胺酸酶(glutaminase)的蛋白表現。本計畫的中心假說為:在關鍵期因公幼鼠下視丘E2 的濃度較母幼鼠高，造成公幼鼠麩胺酸神經突觸傳導不依賴GGC，促進去女性化腦的麩胺酸突觸表現型，反之，母幼鼠的麩胺酸神經突觸傳導依賴GGC，造成女性化腦的麩胺酸突觸表現型的形成，因為關鍵期公母幼鼠不同的麩胺酸突觸表現型式決定成鼠兩性異型(sexually dimorphism)的生殖行為表現。利用藥理學，生殖行為觀察，電生理記錄，及西方墨點轉漬技術，本計畫書有三個研究目標:ㄧ、證明在關鍵期GGC的正常功能是母鼠表現正常生殖行為所需。二、證明在關鍵期母幼鼠下視丘的麩胺酸突觸傳導依賴GGC，但公幼鼠不依賴GGC。三、證明在關鍵期阻斷公幼鼠的E2受體會將麩胺酸突觸轉變為GGC依賴型的女性化突觸，進而降低公鼠的跨騎行為表現；相反的，投予母幼鼠E2 會把麩胺酸突觸轉變為非GGC依賴型的去女性化突觸，進而降低母鼠的蹲踞行為表現。此麩胺酸突觸的可塑性與GGC的交互作用以調控性別分化的機制研究可能對藥廠研發新藥以治療GGC循環失調導致的性功能障礙提供全新的線索。

系統編號:PC10607-0343
原計畫編號:MOST106-2320-B182-010