Прерийные полёвки без рецепторов окситоцина способны формировать связи с партнёрами и потомством
Роль окситоцина — «гормона любви» — в формировании социальных привязанностей поставлена под сомнение. Более 40 лет фармакологических и поведенческих исследований указывали на сигнализацию через рецептор окситоцина как на ключевой путь для развития социального поведения у прерийных полёвок, людей и других видов. Однако генетическое исследование, опубликованное 27 января в журнале Neuron, показывает, что полёвки способны формировать прочные связи с партнёрами и заботиться о потомстве даже без сигналинга через рецептор окситоцина.
Прерийные полёвки — один из немногих моногамных видов млекопитающих. После спаривания они формируют пожизненные партнёрства («парные связи»). Такие полёвки совместно заботятся о потомстве, предпочитают общество партнёра незнакомым особям противоположного пола и активно отвергают новых потенциальных партнёров. Предыдущие исследования с использованием препаратов, блокирующих связывание окситоцина с его рецептором, показали, что в этом случае полёвки не способны формировать парные связи.
Нейробиологи Девананд Маноли (UCSF) и Нирао Шах (Стэнфордский университет) решили проверить, действительно ли парная связь контролируется сигнализацией через рецептор окситоцина. Для этого они использовали CRISPR, чтобы создать прерийных полёвок, лишённых функциональных рецепторов окситоцина. Затем они проверили, смогут ли эти мутантные полёвки сформировать прочные партнёрства. К их удивлению, мутантные полёвки формировали парные связи так же легко, как и обычные.
«Мы все были шокированы, что, независимо от того, сколькими разными способами мы это тестировали, полёвки демонстрировали очень прочную социальную привязанность к своему половому партнёру, такую же сильную, как и их нормальные сородичи», — говорит Маноли.
Затем исследователи проверили, насколько сигналинг рецептора окситоцина необходим для других его функций: родов, родительского поведения (у прерийных полёвок это общая ответственность двух родителей) и выделения молока при лактации.
«Мы обнаружили, что мутантные полёвки не только способны рожать, но и фактически выкармливать потомство», — говорит Шах.
И самцы, и самки мутантов проявляли обычное родительское поведение: сбивались в кучу, вылизывали и ухаживали за детёнышами, и смогли вырастить их до возраста отлучения от груди.
Однако у мутантных полёвок выделение молока было ограничено по сравнению с нормальными. В результате меньше их детёнышей доживало до возраста отлучения, а выжившие были меньше, чем детёныши обычных полёвок. Тот факт, что полёвки вообще могли кормить, контрастирует с аналогичными исследованиями на мышах с дефицитом рецептора окситоцина, которые полностью не могли лактировать или кормить, и чьё потомство умирало в течение дня после рождения.
Авторы предполагают, что это видовое различие может быть связано с инбредной природой лабораторных линий мышей в отличие от генетически гетерогенных полёвок.
«Возможно, инбридинг у мышей привёл к сильной зависимости от сигналинга окситоцина, или это может отражать видоспецифичную роль сигналинга через рецептор окситоцина», — говорит Шах.
Отвечая на вопрос, почему их результаты отличаются от предыдущих исследований с использованием блокирующих препаратов, авторы указывают на ключевое различие между генетическими и фармакологическими подходами: точность.
«Препараты могут быть "грязными" в том смысле, что они могут связываться с несколькими рецепторами, и вы не знаете, какое именно связывание вызывает эффект. С генетической точки зрения мы теперь знаем, что точное удаление этого одного рецептора и последующее устранение его сигнальных путей не мешает этим формам поведения», — говорит Маноли.
«По крайней мере последние 10 лет люди надеялись на возможность использования окситоцина в качестве мощного терапевтического средства для помощи людям с нарушениями социального познания при таких состояниях, как аутизм и шизофрения», — говорит Маноли. — «Это исследование показывает, что, вероятно, не существует "волшебной пули" для чего-то столь сложного и многогранного, как социальное поведение».
Ещё одно ключевое отличие: в то время как большинство фармакологических исследований подавляли сигнализацию рецептора окситоцина у взрослых животных, в этом исследовании её отключили, когда полёвки были эмбрионами.
«Мы создали мутацию, которая действует с рождения», — говорит Шах. — «Возможно, у этих мутантных животных включаются компенсаторные или избыточные пути, которые маскируют дефициты в привязанности, родительском поведении и выделении молока».
Работа с прерийными полёвками представляла сложность, но она того стоила. Поскольку полёвки не являются обычным объектом генетических исследований, в отличие от лабораторных мышей, команде пришлось с нуля разрабатывать все молекулярные инструменты и протоколы. Теперь, когда у них есть эти специфичные для полёвок инструменты, авторы видят новые возможности для себя и других исследователей.
«Мы очень рады быть частью сообщества и иметь эту технологию, которой можем поделиться», — говорит Маноли. — «Теперь у нас есть это сокровище, которое мы можем начать разрабатывать. Существует так много других вопросов, для ответа на которые прерийные полёвки могут быть интересны и полезны, как с точки зрения потенциальных клинических применений для моделей тревоги или привязанности, так и для фундаментальной сравнительной биологии».