家兔性行為形成機(jī)制研究進(jìn)展

應(yīng)映芬，張世昌，王 琳，徐 鍵＊

（1.浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬婦產(chǎn)科醫(yī)院，浙江杭州 310006；2.浙江大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，浙江杭州 310058）

根據(jù)排卵誘發(fā)機(jī)理的不同，雌性哺乳動物排卵方式可以分為兩類：一類是因激素水平變化導(dǎo)致的自發(fā)性排卵；另一類是交配后產(chǎn)生神經(jīng)性刺激激發(fā)的排卵，即誘發(fā)性或反射性排卵。家兔是誘發(fā)性排卵哺乳動物的代表之一。家兔旺盛的繁殖能力使其成為研究哺乳動物生殖過程早期的經(jīng)典模型之一［1］。相對于自發(fā)性排卵哺乳動物，其誘發(fā)性排卵的優(yōu)點，使其更適合于進(jìn)行相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究，尤其是生殖醫(yī)學(xué)動物模型的研究。傳統(tǒng)的生殖激素與家兔特征性性行為密切相關(guān)。近年來研究發(fā)現(xiàn)，除了生殖激素之外，如卵巢腎素－血管緊張素系統(tǒng)、誘發(fā)性排卵因子等新研究領(lǐng)域的開展，從新的角度闡述它們同樣在家兔性行為、誘發(fā)排卵機(jī)制中占有不可忽視的地位。不同的性行為由不同神經(jīng)中樞主導(dǎo)，全面了解家兔性行為與生殖、相關(guān)生物學(xué)指標(biāo)、誘發(fā)排卵以及中樞定位可以極大地促進(jìn)其生殖周期和激素變化間的動物生殖醫(yī)學(xué)及人類生殖醫(yī)學(xué)家兔模型的深入研究。

1 發(fā)情期生殖激素與生殖器官變化的關(guān)系

家兔是誘發(fā)性排卵動物之一，發(fā)情家兔有其自身性行為特點。家兔的繁殖沒有明顯的季節(jié)性，發(fā)情持續(xù)時間2d～15d，再次發(fā)情間隔4d～6d，單次交配射精就可以誘發(fā)排卵，排卵時間發(fā)生于交配后11h～12h。

雌性哺乳動物性興奮時使生殖器官血流、感覺以及陰道潤滑度增加。生殖器興奮早期階段，首先延長并增加陰道近端三分之二，然后收縮遠(yuǎn)端三分之一。陰道血管舒張和陰道非血管平滑肌舒張現(xiàn)象是生殖器興奮反應(yīng)的重要過程。然而，這些過程的生理學(xué)調(diào)節(jié)機(jī)制尚未完全認(rèn)識。生殖激素在維持雌性哺乳動物生殖器結(jié)構(gòu)和功能完整性上起著關(guān)鍵性作用［2］。陰道壁皺褶和厚度以及陰道的潤滑度均為雌激素依賴性，它可以調(diào)節(jié)陰道壁上各種細(xì)胞成分的不同生理途徑。家兔發(fā)情期高水平的雌激素同可以使陰道黏膜潤滑度增加，敏感性增加，并維持陰道血流量。

雌激素對調(diào)節(jié)陰道組織的生長和收縮性起到重要作用并維持陰道上皮的健康。雌激素能增加家兔陰道腎上腺素能神經(jīng)纖維數(shù)量和去甲腎上腺素含量，此類神經(jīng)纖維伴隨整個陰道組織生長，卻不會影響神經(jīng)支配密度。換言之，在陰道上維持一定密度腎上腺素能神經(jīng)可以使陰道組織抵抗神經(jīng)性收縮變化［3］。

生殖器官顏色、腫脹度與性行為密切相關(guān)。家兔發(fā)情時的外陰變化可判斷其是否發(fā)情。雖然外陰變化不一定代表發(fā)情，但紅色外陰強(qiáng)烈暗示其具有性接受性，多數(shù)情況下仍提示家兔正處于發(fā)情期，給予具有性接受性發(fā)情雌兔適時交配，可提高繁殖成功率［4］?！胺奂t早，黑遲，深紅正當(dāng)時”告訴我們要抓住發(fā)情這個特定階段，而白色暗示高度排斥。但無論何種外陰顏色，腫脹度提示高度性接受性。因此，結(jié)合家兔外陰顏色和腫脹程度可以有效提高家兔交配成功率。

2 發(fā)情期特征性性行為

哺乳動物發(fā)情可被界定為吸引、感知和接受三方面［5］。吸引是雌性協(xié)助雄性鑒別其生殖狀態(tài)的行為，比如雌性生殖器腫脹度和顏色，及其產(chǎn)生的特殊體味。家兔最常通過氣味信號吸引雄性。野兔吸引行為會圍著雄性繞圈并將尾部翹起。實驗室家兔則表現(xiàn)出一種氣味標(biāo)示的引體向上（chinning）行為；它的產(chǎn)生與家兔性接受行為緊密相關(guān)，而當(dāng)雄性接近時此表現(xiàn)則減弱。感知行為因物種而異，涉及不同物種特征性姿勢和運動。接受行為主要表現(xiàn)為有利于雄性外生殖器插入和射精的脊柱前彎（lordosis）姿勢。雄性對其臀部進(jìn)行數(shù)秒鐘反復(fù)沖擊可引發(fā)雌兔脊柱前彎。青春期前或間情期家兔，成熟卵泡分泌的雌二醇（E2）可以增加性接受性［6］。研究者可以通過家兔外陰的變化及其特征性的發(fā)情動作及時把握交配時間。

3 發(fā)情行為的生理基礎(chǔ)

正常家兔上述發(fā)情行為會在交配后抑制。交配后早期脊柱前彎被抑制的幅度與雌兔在交配過程中接受射精次數(shù)有關(guān)，與騎跨次數(shù)無關(guān)，提示雌兔性接受性或與其陰道－宮頸接受到的性刺激與交配后性行為的抑制程度相關(guān)。交配后10h～12h雌兔性接受性很快下降，幾乎所有家兔于隨后24h停止發(fā)情，感知行為也會很快被抑制。交配行為可以抑制E2預(yù)處理去勢家兔脊柱前彎動作的發(fā)生，提示家兔交配后對脊柱前彎的抑制不完全依賴于卵巢生殖激素［7］。

妊娠期吸引和感知行為的抑制很可能是高水平孕激素抵消了卵巢E2和睪酮的潛在刺激作用。交配后4d左右，隨著黃體逐漸成熟，血清孕激素水平開始升高，妊娠12d～24d孕激素水平仍很高［8］。與此同時，引體向上行為和性接受性開始受到抑制。研究提示這與孕激素受體激活產(chǎn)生的孕激素有關(guān)［9］。妊娠期家兔無騎跨行為。直到分娩時，血清E2和睪酮水平相對于孕激素水平明顯上升。高水平E2而非孕激素是雌兔產(chǎn)后發(fā)情關(guān)鍵因素［10］。由此可見，家兔具備旺盛的繁殖能力。

4 孕激素受體依賴型和非依賴型與發(fā)情行為關(guān)系

不僅E2與發(fā)情密切相關(guān)，在雌性哺乳動物中，孕激素（progesterone，P）和孕激素受體（progesterone receptor，PR）樣可以調(diào)節(jié)許多性行為。對不同性行為，孕激素可以使不同性行為得到抑制或促進(jìn)。發(fā)情期雌兔循環(huán)血中的孕激素水平可忽略不計；但交配排卵后第4天孕激素升高并且在整個妊娠期維持高水平。此時，感知和接受行為會被抑制。去勢雌兔孕激素作用下這兩種感知和接受的發(fā)情特征行為也被證實明顯受抑。

許多情況下，孕激素對發(fā)情行為產(chǎn)生的作用需要孕激素受體依賴型或非依賴型機(jī)制參與，即使僅有某些物種涉及此機(jī)制。利用RU486（孕激素受體頡頏劑）和PR antisense RNA（反義RNA）所進(jìn)行的試驗研究揭示了孕激素受體在大鼠和荷蘭豬發(fā)情行為時孕激素刺激作用的產(chǎn)生機(jī)制［11］。通過敲除PR同型體A基因的小鼠模型，孕激素就不能刺激脊柱前彎行為的產(chǎn)生［12－13］。對去勢雌兔用苯甲酸雌二醇（EB）預(yù)處理后，RU486可以反轉(zhuǎn)孕激素對去勢雌兔引體向上行為的抑制，說明孕激素對EB預(yù)處理去勢兔的引體向上行為的抑制通過孕激素受體依賴型途徑產(chǎn)生。孕激素還可以通過其非依賴型受體影響動物發(fā)情行為。即使仍需通過孕激素中間代謝產(chǎn)物發(fā)揮作用；這些具有神經(jīng)活性的非受體依賴型孕激素代謝產(chǎn)物通過調(diào)節(jié)A型γ氨基丁酸（GABA－A）受體產(chǎn)生作用［14］，進(jìn)而刺激EB預(yù)處理的去勢大鼠的發(fā)情行為。

那么，究竟是哪些發(fā)情行為需要通過孕激素受體依賴型發(fā)揮作用，哪些是通過非依賴型起作用，或通過任何其中一種受體就可以產(chǎn)生作用？顯而易見的是，妊娠雌兔許多性行為都是與孕激素受體作用密不可分。妊娠期高水平的孕激素通過孕激素受體途徑抑制吸引、感知和接受的發(fā)情行為；還可以通過孕激素受體增加妊娠期雌兔攻擊行為以及特征性恐嚇性尖叫［15］。妊娠期筑巢行為也通過孕激素受體途徑產(chǎn)生。Hoffman K L等［9］證實，孕激素可同時通過孕激素受體依賴型和非依賴型抑制吸引行為而增加攻擊行為。已經(jīng)對EB預(yù)處理去勢雌兔加用孕激素后，這些行為——引體向上的抑制、攻擊性的增加（雖然需要1d～3d的潛伏期）、吸引和接受行為的抑制——通過孕激素受體依賴型產(chǎn)生。對吸引行為的短期抑制（1d的潛伏期）卻通過孕激素受體非依賴型途徑作用。將來的研究者可以對這兩類受體引起發(fā)情行為的具體機(jī)制進(jìn)行深入探討?；蛟S這不僅僅是生殖激素（受體）與發(fā)情行為的關(guān)系，還將涉及神經(jīng)生殖內(nèi)分泌等研究領(lǐng)域。

5 卵巢腎素－血管緊張素系統(tǒng)（RAS）與排卵的關(guān)系

傳統(tǒng)的生殖激素對家兔性行為會產(chǎn)生重要影響。近來研究發(fā)現(xiàn)，卵巢（renin–angiotensin system，RAS）會對排卵過程產(chǎn)生重要作用。最早證實卵巢能夠產(chǎn)生腎素的研究，來自將卵巢勻漿后發(fā)現(xiàn)腎素樣活性物質(zhì)的試驗［16］。功能性卵巢腎素－血管緊張素系統(tǒng)（RAS）可以對卵巢內(nèi)卵泡的發(fā)育，生殖激素的產(chǎn)生，甚至是卵母細(xì)胞的成熟、排卵以及卵泡的閉鎖產(chǎn)生重要影響。Viana G E等［17］首次研究了家兔卵巢RAS中的 血 管 緊 張 素－（1－7）（angiotensin－（1－7），Ang－（1－7））。Ang－（1－7）及其受體分布于家兔卵巢間質(zhì)細(xì)胞和未成熟卵母細(xì)胞。Ang－（1－7）對家兔排卵的調(diào)節(jié)起到重要作用，可能是通過激活促性腺激素產(chǎn)生［18］。在給予促性腺激素干預(yù)的家兔中，排卵前的卵巢卵泡膜細(xì)胞和顆粒細(xì)胞均表達(dá)Ang－（1－7）及其受體。給予Ang－（1－7）的特異頡頏劑 A－799可以抑制 HCG誘導(dǎo)下的家兔排卵的發(fā)生。

血管緊張素－（1－7）還被證明可以刺激E2的產(chǎn)生。卵巢RAS的失衡是多囊卵巢綜合征、卵巢過度刺激征、卵巢腫瘤以及異位妊娠的致病因素或結(jié)局［19］。目前針對RAS中的Ang－（1－7）與多囊卵巢綜合征或卵巢過度刺激綜合征等卵巢相關(guān)疾病之間的研究報道還比較缺乏［20］?？蒲泄ぷ髡呖梢越杞M家兔多囊卵巢等疾病模型來進(jìn)一步探討卵巢RAS的失衡與卵巢相關(guān)性疾病的潛在關(guān)系。

6 誘發(fā)性與自發(fā)性排卵動物排卵前黃體生成素（LH）峰的形成機(jī)制

促性腺激素釋放激素（gonadotropin－releasing hormone，GnRH）是控制脊椎動物生殖功能的重要神經(jīng)肽。機(jī)體有兩種不同機(jī)制調(diào)節(jié)下丘腦分泌GnRH促使垂體前葉腺于排卵前分泌LH。自發(fā)性排卵雌性動物（大小鼠、豬、羊、猴和婦女）中，成熟卵泡分泌的卵巢生殖激素促使下丘腦正中隆起釋放GnRH，后者促使垂體在排卵前釋放LH峰。而誘發(fā)性排卵物種（兔、雪貂、貓和駱駝）中，排卵前GnRH的釋放以及LH峰的形成則是通過交配行為刺激生殖器誘發(fā)［21］。誘發(fā)性排卵哺乳動物在整個生殖周期中基本不表現(xiàn)生殖激素自發(fā)誘導(dǎo)垂體釋放排卵前LH峰。換言之，誘發(fā)性排卵動物生殖激素對GnRH釋放的正反饋作用會減少或喪失。值得注意的是，交配誘發(fā)排卵前LH峰也偶爾出現(xiàn)在自發(fā)性排卵物種中。

近年研究發(fā)現(xiàn)，誘發(fā)性排卵動物（少部分自然排卵動物野豬、公牛、種馬）精液中存在排卵誘發(fā)因子（ovulation－inducing factor，OIF），它具有 GnRH 樣作用，誘發(fā)形成更加持久LH峰。目前為止，研究證實OIF是一種不被蛋白酶K水解，具備熱穩(wěn)定性，且具有多種生物活性的蛋白分子（≥30ku）。它的發(fā)現(xiàn)為進(jìn)一步闡明誘發(fā)排卵機(jī)制提供了新思路［22］。同為誘發(fā)性排卵動物，家兔在精液OIF作用下更具觸覺敏感性而誘發(fā)排卵，而駱駝則不但需要精液OIF作用還需要交配相關(guān)等刺激才能誘發(fā)排卵，可見誘發(fā)性排卵物種間的排卵機(jī)制也不盡相同［23］。

誘發(fā)性排卵哺乳動物中，E2作用大腦誘發(fā)其感知和接受性行為產(chǎn)生。交配時雄性外生殖器插入致使中腦和腦干去甲腎上腺素能神經(jīng)元接收雄雌性生殖器－軀體感覺信號，去甲腎上腺素能神經(jīng)元興奮后作用下丘腦，促使下丘腦正中隆起神經(jīng)末梢釋放Gn－RH，誘發(fā)排卵。由此可見，誘發(fā)性排卵動物性興奮是由神經(jīng)信號促使排卵前LH峰產(chǎn)生。而自發(fā)性排卵是性腺類固醇激素激活GnRH神經(jīng)促使排卵前形成LH峰。

兩性交配和引體向上行為均受生殖激素控制。雄性和雌性性腺切除后這兩種行為都會消失；用E2對去勢雌兔替代治療以及用雄激素對去勢雄兔替代治療又會恢復(fù)性行為和引體向上的發(fā)情行為。可見，排卵動物發(fā)情行為的誘發(fā)和終止都是生殖激素的直接作用的結(jié)果；但是排卵過程的誘導(dǎo)不是生殖激素對中樞的直接刺激作用，而是先由生殖激素促使動物發(fā)情產(chǎn)生的軀體感覺信號作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，促使下丘腦產(chǎn)生GnRH，繼而使垂體于排卵前產(chǎn)生LH峰［24－25］。研究者在研究家兔性行為和排卵時，應(yīng)該有的放矢的選擇；尤其是排卵相關(guān)機(jī)制，研究者不應(yīng)該只關(guān)注生殖激素，還應(yīng)考慮交配刺激行為，去甲腎上腺素能神經(jīng)等對排卵的綜合影響。

7 誘發(fā)性排卵動物性行為中樞定位

盡管我們早已認(rèn)識許多哺乳動物的引體向上行為，但是對生殖激素刺激產(chǎn)生發(fā)情行為的具體大腦部位定位的認(rèn)識非常有限。有研究者選取下丘腦腹內(nèi)側(cè)（VMH）和內(nèi)側(cè)視前區(qū)（MPOA）作為植入EB（去勢雌兔）和丙酸睪酮（TP）（去勢雄兔）的大腦部位。他們發(fā)現(xiàn)，即使VMH中心區(qū)域缺乏雌激素受體（ER），大腦VMH卻含有豐富ER。VMH毗鄰結(jié)構(gòu)也擁有高密度ER。在貓和大鼠的同樣區(qū)域植入EB同樣誘發(fā)引體向上行為的產(chǎn)生［24］。

雌兔引體向上行為由雌激素誘發(fā)。EB植入到VMH時誘發(fā)的脊柱前彎比植入MPOA明顯。當(dāng)EB被植入VMH時大多數(shù)雌兔表現(xiàn)引體向上和脊柱前彎。EB植入MPOA僅有一半表現(xiàn)脊柱前彎癥。他們的研究認(rèn)為雌兔引體向上行為是其發(fā)情感知行為的表現(xiàn)［26］。

引體向上和脊柱前彎癥可能通過不同的神經(jīng)元群控制。E2敏感性神經(jīng)元將軀體感覺信號經(jīng)軸突傳入腦干和中腦灰質(zhì)和脊神經(jīng)激發(fā)脊柱前彎癥。引體向上這種自愿性行為涉及大腦皮質(zhì)神經(jīng)元的激活。可見下丘腦神經(jīng)元需要將刺激信號向上投射到大腦邊緣區(qū)域后產(chǎn)生引體向上行為。

8 結(jié)語

相對于嚙齒類動物模型，家兔更具人類親緣性。其旺盛的繁殖能力使其成為動物生殖醫(yī)學(xué)以及人類生殖醫(yī)學(xué)相關(guān)模型的理想研究對象之一。綜上所述，能夠較全面的理解誘發(fā)性排卵哺乳動物家兔發(fā)情行為表現(xiàn)、發(fā)情機(jī)制，排卵前LH峰形成機(jī)制，排卵相關(guān)的新的分子生物學(xué)機(jī)制以及發(fā)情時相關(guān)中樞定位等。藉此，為將來選取家兔這種誘發(fā)性排卵動物模型作為科學(xué)研究做好充分基礎(chǔ)準(zhǔn)備。

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