男人“用下半身思考”被实锤?

2021
06/11

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生物谷
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经常会听到有人说“男人是靠下半身思考的动物”,所谓思考靠大脑,直译起来是说男人睾丸中拥有像大脑一样可以具有思考的特性,还是说睾丸是足以媲美大脑的存在?人类大脑和睾丸之间是否存在明显的相似?这已成为科学界非常感兴趣的话题。


图片来源:摄图网

大脑本为神经系统最高级的部分,主导人类的一切活动,包括语言的产生、记忆的储存、思想和情感的形成,而睾丸是男性的生殖器官,用于产生精子以及合成和分泌激素(主要是睾酮)。难道是传说中的“精虫上脑”导致了这两个器官产生一些联系?让我们看一下科学家们是怎么说的。


最近葡萄牙阿威罗大学和波尔图大学以及英国伯明翰大学的一组研究人员在Royal Society Open Biology(英国皇家学会开放生物学)发表一项最新的研究成果“Brain and testis: more alike than previously thought?”,表明在人类的大脑和睾丸比我们之前所想的更为相似。


图片来源:pubmed官网


“男人是靠下半身思考的动物”,这句耐人寻味的话又被科学家佐证了!


这并不是第一次发现大脑和睾丸之间存在联系,在之前还报道了一些精液质量的参数与智力相关,性功能障碍与脑部疾病之间也存在关联。此外,它们都有选择物质进出的屏障(血脑屏障和血睾屏障)。当然,这些联系并不能代表大脑和睾丸是相似的,我们仍然需要更多的证据。


研究人员不仅从细胞和分子水平上比较了人类大脑和睾丸组织,以及人类神经元和细胞之间的相似性,而且还对这两种组织(大脑和睾丸)和两种细胞(神经元和精子)的蛋白质组进行了比较。以下分别介绍这些比较的主要结果。

(图片来源:参考资料)人脑和睾丸的细胞组织概况


大脑和睾丸组织的比较


细胞和分子水平:两个器官中细胞和分子水平呈现明显相似
(1)大脑和睾丸之间具有某些细胞相似性——都有专门的支持细胞,大脑中星形胶质细胞(Astrocytes)和睾丸中的支持细胞(Sertoli cells),这些细胞分别负责对神经元和生殖细胞的营养支持,对它们发育和生存至关重要。
(2)大脑和睾丸都是高能量需求的组织,分别执行认知功能和精子生成等能量需求量高的过程。

(3)与其他组织相比,人类的大脑和睾丸特别容易受到氧化损伤。


蛋白质组:大脑和睾丸有13,442种共同的蛋白质

研究人员一共比较了33种组织的蛋白质,包括大脑、睾丸、心脏、肠道、子宫颈、卵巢、胎盘等,令人惊讶的是,这么多部分当中,大脑和睾丸中拥有最多的共同蛋白。研究发现大脑能产生14,315种蛋白质,睾丸能产生15,687种蛋白质,但是属于他们共同拥有的蛋白质竟然达到13,442种!意味着大脑中约93%的蛋白质与睾丸中是一致的!


(图片来源:参考资料)人类大脑和精子蛋白质组


神经元和精子的比较


细胞和分子水平:形态虽不同,但存在相似之处
神经元是神经系统最基本的结构和功能单位,而精子由睾丸中的生精小管产生。虽然从形态、基因组活性和功能来看两者都是截然不同的,但是仍然有一些方面存在相似之处:
(1)神经元和精子都可以激活其他细胞,例如神经元通过突触激活其他细胞,受精过程中需要精子激活卵母细胞。
(2)神经元和精子具有相似的胞吐过程,例如神经元通过胞吐释放神经递质,完成神经元细胞之间的交流,而精子识别卵母细胞后顶体会释放水解酶,这也是一种特殊形式的胞吐作用。

(3)神经元和精子有共同的信号通路,例如mTOR信号通路调控男性精子的质量,同时对正常神经元的生长至关重要。


蛋白质组:神经元和精子有5,048种共同的蛋白

在精子产生的6,653种蛋白质中,神经元也会产生5,048种蛋白质(神经元共包含13,193种蛋白质)。他们共同的蛋白质很大程度上与细胞和组织的发育、胞吐作用以及细胞信号传导相关。


(图片来源:参考资料)神经元和精子的蛋白组


“这是一个未充分探索的话题,需要证明这些组织之间的关系,这可能有助于了解影响大脑和睾丸的功能障碍。”研究团队写道。事实上,大脑和睾丸的一些疾病已经被证明存在重叠,例如多发性硬化症和男性不育症有重叠,脊髓损伤也可通过勃起功能障碍或精液异常导致男性不育。这也是为什么我们需要研究大脑和睾丸相关性,将有助于我们了解这些疾病是怎样的关联起来的。


人类大脑和睾丸的相似性可能由于共同参与了人类物种形成的过程。这种相似性可能具有非常重要的临床意义。分析大脑和睾丸的共同表达的蛋白质可以推进对上述问题的治疗,比如如果一种治疗方法对睾丸上的一种疾病有效,可以帮助指导科学探究治疗另外一种在大脑上相关的疾病。这也是科研人员下一步的研究方向。


参考资料:

https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsob.200322

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关键词:
神经元,实锤,思考,男人,睾丸,大脑,精子

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