Studie zeigt, dass Präriewühlmäuse ohne Oxytocin-Rezeptoren eine Bindung zu Artgenossen und Jungen aufbauen können.
Die lebenswichtige Rolle von Oxytocin – dem „Liebeshormon“ – für soziale Bindungen wird in Frage gestellt. Mehr als vierzig Jahre pharmakologische und Verhaltensforschung haben gezeigt, dass die Oxytocinrezeptor-Signalübertragung ein wesentlicher Weg für die Entwicklung von Sozialverhalten bei Präriewühlmäusen, Menschen und anderen Arten ist
Präriewühlmäuse sind eine der wenigen monogamen Säugetierarten. Nach der Paarung gehen sie lebenslange Partnerschaften ein, die als „Paarbindungen“ bekannt sind. Paargebundene Wühlmäuse teilen die elterliche Verantwortung, bevorzugen die Gesellschaft ihres Partners gegenüber unbekannten Mitgliedern des anderen Geschlechts und lehnen potenzielle neue Partner aktiv ab. Frühere Studien, in denen Medikamente verwendet wurden, um die Bindung von Oxytocin an seinen Rezeptor zu blockieren, ergaben, dass Wühlmäuse keine Paarbindungen eingehen konnten, wenn die Oxytocin-Signalübertragung blockiert war.
Neurowissenschaftler Devanand Manoli von UCSF und Nirao Shah von
Stanford University wollte wissen, ob die Paarbindung wirklich durch Oxytocin-Rezeptor-Signale gesteuert wird. Um dies zu testen, verwendeten sie CRISPR, um Präriewühlmäuse zu erzeugen, denen funktionelle Oxytocin-Rezeptoren fehlen. Dann testeten sie diese mutierten Wühlmäuse ohne Oxytocin-Rezeptor, um zu sehen, ob sie dauerhafte Partnerschaften mit anderen Wühlmäusen eingehen könnten. Zu ihrer Überraschung bildeten die mutierten Wühlmäuse genauso leicht Paarbindungen wie normale Wühlmäuse.
„Wir waren alle schockiert, dass die Wühlmäuse, egal auf wie viele verschiedene Arten wir versuchten, dies zu testen, eine sehr robuste soziale Bindung zu ihrem Sexualpartner zeigten, so stark wie ihre normalen Gegenstücke“, sagt Manoli.
Als nächstes fragten sich die Forscher, ob die Oxytocin-Rezeptor-Signalgebung für ihre anderen Funktionen ähnlich entbehrlich ist – Geburt, Elternschaft (die bei Präriewühlmäusen eine gemeinsame Verantwortung zwischen den beiden Elternteilen ist) und Milchabgabe während der Laktation.
„Wir fanden heraus, dass mutierte Wühlmäuse nicht nur gebären, sondern auch säugen können“, sagt Shah. Sowohl männliche als auch weibliche Mutanten zeigten die üblichen elterlichen Verhaltensweisen des Kuschelns, Leckens und Pflegens und waren in der Lage, Welpen bis zum Entwöhnungsalter aufzuziehen.
Die mutierten Präriewühlmäuse hatten jedoch im Vergleich zu normalen Wühlmäusen eine begrenzte Milchabgabe. Infolgedessen überlebten weniger ihrer Welpen das Entwöhnungsalter, und diejenigen, die überlebten, waren kleiner als die Welpen normaler Präriewühlmäuse. Die Tatsache, dass die Wühlmäuse überhaupt säugen konnten, steht im Gegensatz zu entsprechenden Studien an Mäusen mit Oxytocin-Rezeptor-Mangel, die weder laktieren noch säugen konnten und deren Welpen folglich innerhalb von etwa einem Tag nach der Geburt starben. Die Autoren vermuten, dass dieser Artenunterschied auf die Inzuchtnatur von Labormausstämmen im Gegensatz zu den genetisch heterogenen Wühlmäusen zurückzuführen sein könnte. „Es könnte sein, dass die Inzucht bei Mäusen für eine große Abhängigkeit von der Oxytocin-Signalübertragung selektiert hat, oder dies könnte eine artspezifische Rolle der Oxytocin-Rezeptor-Signalübertragung darstellen“, sagt Shah.
Auf die Frage, warum sich ihre Ergebnisse von zuvor veröffentlichten Studien unterscheiden, in denen Medikamente zur Blockierung der Oxytocinrezeptor-Signalübertragung eingesetzt wurden, weisen die Autoren auf den Hauptunterschied zwischen genetischen und pharmakologischen Studien hin: Präzision. „Medikamente können schmutzig sein“, sagt Manoli, „in dem Sinne, dass sie an mehrere Rezeptoren binden können und man nicht weiß, welche Bindungswirkung die Wirkung verursacht. Aus genetischer Sicht wissen wir jetzt, dass die Präzision des Löschens dieses einen Rezeptors und die anschließende Eliminierung seiner Signalwege dieses Verhalten nicht beeinträchtigt.“
„Seit mindestens zehn Jahren hoffen die Menschen auf die Möglichkeit von Oxytocin als wirksames Therapeutikum, um Menschen mit sozial-kognitiven Beeinträchtigungen aufgrund von Erkrankungen, die von Autismus bis Schizophrenie reichen, zu helfen“, sagt Manoli. „Diese Forschung zeigt, dass es wahrscheinlich keine Wunderwaffe für etwas so Komplexes und Nuancen wie Sozialverhalten gibt.“
Ein weiterer wesentlicher Unterschied besteht darin, dass, während die meisten pharmakologischen Studien die Oxytocinrezeptor-Signalgebung bei erwachsenen Tieren unterdrücken, diese Studie sie abschaltete, als die Wühlmäuse Embryonen waren. „Wir haben eine Mutation gemacht, die vor der Geburt beginnt“, sagt Shah. „Es könnte sein, dass es kompensatorische oder redundante Wege gibt, die bei diesen mutierten Tieren eingreifen und die Defizite in Bezug auf Bindung, elterliches Verhalten und Milchverlust maskieren.“
Die Arbeit mit Präriewühlmäusen stellte ein Hindernis dar, aber eines, das es wert war, überwunden zu werden. Da Präriewühlmäuse üblicherweise nicht wie Labormäuse in genetischen Studien verwendet werden, musste das Team alle ihre molekularen Werkzeuge und Protokolle von Grund auf neu entwickeln. Jetzt, da sie diese wühlmausspezifischen Pipelines und Werkzeuge haben, sind die Autoren begeistert von den Türen, die sich dadurch sowohl für sie als auch für andere Forscher öffnen.
„Wir sind sehr glücklich, Teil einer Gemeinschaft zu sein und diese Technologie zu haben, die wir teilen können“, sagt Manoli. „Jetzt haben wir diesen Schatz, den wir abbauen können. Es gibt so viele andere Fragen, für deren Beantwortung Präriewühlmäuse interessant und nützlich sein könnten, sowohl in Bezug auf mögliche klinische Auswirkungen auf Angst- oder Bindungsmodelle als auch auf grundlegende vergleichende Biologie.“
Referenz: „Oxytocin-Rezeptor ist für die soziale Bindung in Präriewühlmäusen nicht erforderlich“ von Berendzen, Sharma, Mandujano und Wei et al., 27. Januar 2023, Neuron.
DOI: 10.1016 / j.neuron.2022.12.011
Diese Arbeit wurde von den National Institutes of Health, der National Science Foundation, dem Burroughs Wellcome Fund, der Whitehall Foundation, dem AP Giannini Foundation Fellowship, dem Larry L. Hillblom Foundation Fellowship und dem Human Frontiers Science Program unterstützt
