男女竞争胜负为何不同？浙江大学胡海岚团队揭示小鼠胜者效应性别二态的神经环路机制胜负

“胜者效应”是指赢过的人更容易再赢，这种现象推动了社会等级的形成，让强者更强、关系更稳定。对个人来说，它能提升自信、增强斗志，帮助人在竞争中脱颖而出。这一效应在雄性中研究较多。在雄性小鼠中，反复获胜会增强大脑dmPFC的活动，特别是来自MDT脑区的连接会通过“长时程增强”（LTP）变得更强大，从而巩固优势地位。但雌性的情况还不清楚。雌性小鼠平时很少打架，不像雄性那样表现出明显攻击性，那它们是否也有等级？是否也有“胜者效应”？如果是，大脑机制是否和雄性一样？目前这些问题缺乏研究，导致对男女（或雌雄）在竞争行为上的神经差异了解不足。

基于此，2025年 10 月 15 日，浙江大学脑科学与脑医学学院/双脑中心胡海岚教授研究团队Neuron杂志发表了“Neural mechanism of the sexually dimorphic winner effect in mice”，揭示了小鼠胜者效应性别差异的神经机制。

本研究发现，与雄性小鼠相比，雌性小鼠需要更长时间建立社会等级且胜者效应较弱。背内侧前额叶皮层（dmPFC）在雌性小鼠中同样参与社会优势行为的调控，但其来自丘脑背内侧核（MDT）的突触长时程增强（LTP）较弱。体外记录显示，雌性小鼠dmPFC中表达PV-INs兴奋性更高。调控dmPFC PV-INs的活性以性别二态的方式影响LTP和胜者效应。该研究揭示了dmPFC中的PV-INs是增强胜者效应的关键靶点，为理解竞争行为的性别差异提供了神经环路层面的框架。

图一 雌性小鼠中的社会等级

作者对雌性C57BL/6J小鼠进行了两种已在雄性小鼠中建立的优势等级测试：钻管测试和热源竞争测试。雌性小鼠每4只一组共同饲养至少一周后，在钻管测试中两两对决，根据获胜次数进行排名。

与雄性小鼠类似，雌性小鼠的排名也表现出高度传递性：在164场比赛中，有160场三只同笼小鼠的胜负关系是传递的，即若A战胜B、B战胜C，则A也战胜C。与此高度传递性一致，90.2%的小鼠群体形成了线性社会等级结构。经过每日钻管测试，排名逐渐稳定，更多小鼠能维持与前一天相同的排名。所有等级组合间的比赛持续时间随时间显著缩短，表明随着社会等级稳定，群体内竞争减少。此外，当最低排名小鼠参与比赛或等级差距增大时，比赛持续时间显著更短。

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为进一步验证钻管测试排名是否真实反映雌性小鼠的优势关系，作者开展了另一项涉及不同感觉运动技能的热源竞争测试。四只同笼雌性小鼠在一个冰冷地板的盒子中竞争一个加热的温暖角落。优势小鼠更可能将从属小鼠推出热角，从而在热角中停留更长时间。每只雌性小鼠在热角中的累计停留时间与其管测试排名显著相关。两种优势测试的交叉验证表明，尽管雌性小鼠不表现出明显的攻击性，但仍能形成明确的社会优势关系。

图二 dmPFC活动双向调控雌性小鼠的社会等级

由于dmPFC在调控雄性小鼠社会等级行为中起关键作用，作者接下来探究其在雌性小鼠中是否也发挥重要作用。

为激活dmPFC，作者靶向右侧dmPFC注射了表达光敏感通道视紫红质的腺相关病毒并在其上方植入光纤套管。经过4周的病毒表达后，雌性小鼠每日进行测试以获得稳定排名。随后，在小鼠进入管道挑战对手前，作者使用100 Hz的脉冲蓝光照射其dmPFC。光刺激并未改变对照组小鼠的排名，但能使表达ChR2的小鼠立即战胜此前占优势的对手。分析显示，在光刺激下，原本处于从属地位的小鼠显著增加了推挤和抵抗等努力行为，并减少了退缩。这种光刺激不影响小鼠的运动表现或焦虑水平。

接下来，作者研究了抑制dmPFC是否能快速削弱雌性小鼠在钻管测试中的优势地位。急性分离的dmPFC脑片全细胞记录证实，589 nm黄光能有效抑制表达eNpHR3.0的神经元，显著减少电流注入下的放电次数。随后，在排名稳定的四只小鼠组中，对其中一只持续施加黄光以抑制其dmPFC，导致七分之十一的小鼠排名立即下降。视频分析显示，这些排名下降的小鼠显著减少了推挤和抵抗等努力行为，同时增加了退缩。在dmPFC注射对照病毒的小鼠中，光刺激未影响其排名，也不影响其运动表现或焦虑水平。

图三 雌性小鼠MDT-dmPFC环路中LTP减弱

雄性小鼠胜者效应的神经基础此前被归因于MDT-dmPFC环路中的长时程增强（LTP）。

为探究胜者效应性别差异的神经机制，作者采用在体记录方法检测该环路在两性间的突触可塑性差异。作者在成年雄性和雌性小鼠的MDT单侧注射了AAV2/9-hSyn-oChIEF病毒（一种能稳定响应100 Hz刺激的ChR2变体），并在dmPFC植入光记录电极以记录场电位。通过光刺激表达oChIEF的MDT-dmPFC轴突末梢，作者记录了dmPFC区的场兴奋性突触后电位（fEPSPs）。在获得稳定的基线信号后，采用包含四次高频刺激（100 Hz，1秒，间隔20秒）的光学LTP（oLTP）方案进行诱导。

结果显示，该方案在雄性小鼠dmPFC中诱导出持久的fEPSP振幅增强，而在雌性小鼠中则未见显著增强。结果表明，在相同条件下，雌性小鼠MDT到dmPFC的突触形成LTP的能力弱于雄性小鼠。

图四 雌性小鼠dmPFC中PV神经元的兴奋性更高

为探究雌雄小鼠在MDT-dmPFC通路LTP形成能力差异的神经基础，研究人员比较了该通路神经元的电生理特性。通过病毒标记MDT投射到dmPFC的神经元，进行膜片钳记录发现：兴奋性锥体神经元在两性间无差异，但雌性小鼠的抑制性中间神经元整体兴奋性更高。

进一步研究发现，这种差异主要存在于PV中间神经元中：雌性PV神经元的阈电流更低、输入电阻更高，在刺激下产生更多动作电位，表明其兴奋性显著高于雄性。而SST神经元在两性间则无差异。因此，雌性dmPFC中PV神经元的高兴奋性是其突触可塑性较弱的关键原因。

图五 dmPFC中PV-INs兴奋性增加可降低雄性小鼠的LTP和胜者效应

接下来，作者探究PV-INs兴奋性的差异是否导致了MDT-dmPFC环路中LTP和胜者效应的性别差异。首先，为特异性激活PV-INs，作者在雄性PV-Cre小鼠的dmPFC单侧注射了表达Cre依赖性NaChBac病毒以诱导其过度兴奋。

免疫染色证实NaChBac特异性表达于PV-INs。急性分离的dmPFC脑片全细胞记录显示，与EGFP对照组相比，表达NaChBac的PV-INs阈电流更小，表明其兴奋性更高。此外，NaChBac表达的PV-INs自发放电频率也显著高于EGFP对照组。

在行为学表型上，与对照组小鼠不同，双侧dmPFC PV-INs表达NaChBac的雄性小鼠在经历三次自然胜利后，无法在次日维持胜利状态，表现出显著减弱的胜者效应。

这些结果表明，提高dmPFC中PV-INs的兴奋性足以抑制LTP形成并削弱胜者效应，进一步支持PV-INs在调控社会竞争优势中的关键作用。

图六 全文摘要总结

总结

本研究揭示了胜者效应背后的性别特异性神经与环路机制，增进了对雄性和雌性小鼠竞争行为及社会等级调控方式的理解。这些发现强调了在神经科学研究中将性别作为生物学变量加以考量的重要性，并为探索神经可塑性中的性别差异如何塑造竞争动机和优势行为提供了基础。

文章来源

https://doi.org/10.1016/j.neuron.2025.09.029

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