催產素在神經科學領域多影響引科學家關注

　　 2011年4月，美國紐約大學蘭貢醫學中心神經系統學家Robert Froemke及其同事僅通過荷爾蒙注射，改變了“處女”鼠的大腦。

　　在治療之前，雌性老鼠在很大程度上對鼠崽的哭聲漠不關心，甚至會傷害它們。但注射催產素后，老鼠開始更像母親，并將幼崽叼在嘴里。Froemke監控了這些動物的大腦，以找出為何發生這種情況。

　　首先，當聽到幼崽哭聲時，老鼠表現出不規則的神經沖動。當催產素開始起效后，這種信號發展成一種更有序的母親大腦模式。研究顯示了激素改變神經行為的與眾不同的細節。“催產素幫助改變了大腦，讓其對這些叫聲進行響應。”Froemke說。

　　自上世紀70年代以來，催產素引起了神經學家的強烈興趣。當時研究顯示，它能驅動多個物種的母性行為和社會依附性。它參與了一系列社會行為，包括田鼠的一夫一妻制、羊的母嬰紐帶，甚至人類間的信任，因此催產素贏得了“擁抱荷爾蒙”的聲譽。“但人們僅僅認為催產素是一個結合分子、一種擁抱荷爾蒙。”埃默里大學神經系統學家Larry Young說。

　　這個觀點導致一些臨床醫生嘗試用催產素治療孤獨癥譜系障礙等精神疾病。但早期的實驗結果可謂喜憂參半，科學家正在更深入了解催產素和它是如何作用于大腦的。Froemke等研究人員發現，這種荷爾蒙會以一種方式促進神經信號，著重于遇險信號或可能的面部表情等社會相關的輸入。而且，研究人員又開始了一波更具野心的實驗，以檢測催產素是否有助于治療一些類型的孤獨癥。

　　該研究將帶來對催產素及其對行為的復合作用的更復雜理解。“催產素研究領域已經成熟，已在吸引研究人員投入其中，推動該領域飛速發展。”Young說。

　　出生催化劑

　　催產素的故事始于20世紀初。當時，生物化學家在腦垂體后葉中發現了一種能提高宮縮和泌乳的物質。稍后，科學家發現了相關荷爾蒙，并將其命名為催產素——源于希臘詞語“快速出生”。催產素產生自大腦的下丘腦，上世紀70年代的研究顯示，產生催產素的神經會向大腦傳遞信號，這表明它能調節行為。

　　在1979年的一項標志性研究中，北卡羅來納大學的Cort Pedersen和Arthur Prange發現，為“處女”鼠注射催產素能觸發其母性行為。研究人員又發現，催產素能讓草原田鼠形成終生配偶制——這在哺乳動物中十分可貴。2012年，研究人員甚至在秀麗隱桿線蟲體內發現了催產素，它能幫助這種動物發現和識別配偶。

　　“這是一種非常古老的分子。”印第安納大學神經學家Sue Carter說，“在現代動物進化中，這種荷爾蒙已經被使用和重復使用。而且，幾乎所有試圖尋找催產素在社會行為等方面作用的人已經發現了一些線索。”

　　但其對哺乳動物的作用仍有許多未解之謎。人們很難測量大腦中的催產素水平，也很難弄清它通常何時、何地釋放以及分泌多少。科學家也不能精確了解它是如何改變行為的。

　　“我們需要開始思考催產素在大腦中的基本作用。”Young說。美國國家精神衛生研究所所長Thomas Insel 表示：“這對理解大腦是如何調節行為的至關重要。”

　　Froemke致力于研究響應幼崽哭聲的母性行為背后的機制。他主要研究了左側聽覺皮層。今年4月刊登于《自然》雜志的研究報告顯示，向未交配雌鼠的左側聽覺皮層中注射催產素后，相比生理鹽水注射，催產素顯著提升了雌鼠搜索呼救幼鼠的反應速度。這種荷爾蒙能放大輸入信號，并允許它們意識到行動的重要性。

　　“該研究是這一領域的高水平工作，將行為、大腦區域和分子基礎等融合在一起。”蘭貢醫學中心神經學家Richard Tsien說。Tsien則通過分析海馬切片研究催產素在神經回路中的活性。

　　在2013年的小鼠研究中，Tsien團隊發現，催產素能有選擇地作用于一種名為抑制性中間神經元的細胞，它能平息該神經回路中的背景顫動。“催產素能改善信號傳遞，幾乎能加倍通過該系統的信息數量。”Tsien說。事實上，它能產生更多信號和更少噪音。

　　Froemke和Tsien的工作適合一個更廣闊的理論：催產素有助于社會互動和識別的一種方法是提高大腦對社會相關景象、聲音或其他刺激的響應。Young已經發現，這種荷爾蒙能有助于小鼠識別和注意其他小鼠的氣味。研究人員還發現，它能提升人類識別面孔的能力。

　　減緩孤獨癥

　　基礎研究的快速發展也吸引了臨床興趣。上世紀50年代，催產素就開始被用于加速分娩，因此一些研究人員認為它用于實驗也相對安全。

　　大約10年前，心理學研究開始顯示，通過鼻內噴霧一次劑量的催產素能改善健康年輕人社會行為的諸多問題。與對照組相比，吸入催產素的人在玩投資游戲時，更愿意將自己的錢委托給陌生人。一劑量催產素也能增加人們凝望對方眼睛的時間，并提高他們通過對方微表情推斷其情緒狀態的能力。

　　由于對社會認知有重要作用，催產素成為治療精神疾病尤其是孤獨癥的候選者。孤獨癥患者通常在社會互動和溝通方面有問題，他們無法適當地處理社會刺激。科學家認為，催產素可能會逆轉某些癥狀。

　　2010年開始，科學家就發現有證據支持這一理論。研究人員發現，催產素能暫時改變孤獨癥患者的移情和社會合作狀態。加拿大Holland Bloorview兒童康復醫院孤獨癥研究中心臨床神經學家Evdokia Anagnostou 回憶道：“人們變得相當興奮。”

　　法國國家科研中心研究人員也通過試驗發現，注射催產素能夠顯著緩解孤獨癥患者的癥狀。他們在美國《國家科學院學報》上報告說，科研小組給13名孤獨癥患者注射了催產素，這些患者具有正常的智力和語言水平，但無法主動參與社交活動。結果顯示，在傳球游戲等試驗中，注射了催產素的孤獨癥患者社交恐懼感有所減輕，更喜歡與他人玩耍，表現得更自信。

　　但許多有關催產素對孤獨癥效果的早期研究存在限制，原因是研究人員評估了單次劑量和相對較少的參與者，而之后使用更多劑量的實驗則沒能出現理想結果。

　　2010年澳大利亞悉尼大學臨床心理學家Adam Guastella研究了16位患有孤獨癥的男性青少年，發現一劑催產素能改善他們的癥狀。但當他嘗試著在兩個月中為參與者提供雙倍的日劑量后，結果并沒有出現社會互動或社會認知方面的顯著改善。“這表明，隨著時間的推移，催產素在改善精神疾病癥狀方面存在限制。”他說。

　　關乎細節

　　迄今為止，幾乎沒有研究能確定孤獨癥與催產素信號問題有關。但今年2月，由加州大學洛杉磯分校神經遺傳學家Daniel Geschwind領銜的研究小組發現了一些更清晰的證據。該研究小組在一個自閉癥小鼠模型中證明，催產素可明顯地改善其社會行為，如果進行早期治療，這一裨益可能長時間持續。

　　研究人員表示，缺乏Cntnap2基因的小鼠可表現出某些人類孤獨癥的特征，這些動物下丘腦室旁核催產素神經元數量減少。給這些動物每天補充催產素兩周后，它們的行為恢復正常。“但是目前并沒有發現任何證據顯示，人類孤獨癥患者存在催產素不足問題。”Geschwind說。

　　“這說明孤獨癥可能具有很高的異質性，如果能找到那些缺乏催產素的類型，使用催產素治療可能會產生理想效果。”斯坦福大學行為神經學家Karen Parker說。

　　根據這一設想，許多臨床學家已經開始進行更大規模的催產素及其治療孤獨癥的臨床研究，以便確定誰能從中受益。北卡羅來納大學兒童精神病學家Linmarie Sikich計劃招募300名年齡從3歲到17歲的孤獨癥患者。研究人員將為他們使用6個月的催產素和安慰劑，并在隨后6個月里進行追蹤研究，以確定誰的癥狀能得到改善。

　　但也有研究提示，催產素可能具有副作用。Carter小組發現，給草原田鼠幼崽使用低劑量催產素，能改善它們成年期的配偶忠誠度，但高劑量的催產素卻會阻礙這一行為。而且，人類研究結果提示，催產素可導致人們更積極地捍衛自己，對抗競爭者。但對邊緣型人格障礙患者而言，催產素會讓他們失去信任和合作。

　　Young認為催產素領域的發展需要基礎研究與臨床的緊密合作。如果基礎研究科學家能確定催產素的工作原理，將能幫助臨床研究設計出更好的治療方法。“我認為，未來兩個分支的科學家需要更多溝通。”Young說。過去科學家可能對催產素的理解過于簡單化。“催產素以不同的方式產生影響，而且我們研究的生物學也十分復雜。”Guastella說。