今天写点儿有趣的，当初就是被三篇老板的Cell吸引去了她那，这是第一篇，还上了封面呢！

老鼠怕猫，天经地义。可是实验室里养的老鼠已经上上下下几百代都从来没见过猫了，却还是会对猫的气味表现出本能的回避。这就引起科学家们的注意了，是谁教他们要绕着猫走的？难道鼠怕猫，是天注定？

你会说，这有啥好奇怪的，大概就是老鼠基因里写着要避着猫走呗。但是要知道野外能杀掉一只老鼠的有千千万动物，而他们一辈子可能只会遇见其中的一部分，如果每一个动物都写进老鼠基因里，那就太冗余了。那么老鼠们是怎么知道要避开自己的捕食者呢？答案就在他们的鼻子里。

首先要介绍一个器官：犁鼻器（Vomeronasal organ VNO）就是下图左边这个紫红色的小区域。很多动物除了鼻腔里Main Olfactory Epithelium (嗅上皮细胞)可以感知气味，都有这个特殊的器官来感受特殊的气味：Pheromones（信息素）。

啥是信息素？

信息素是一种动物释放出来进行社交的化学分子，比如吸引异性啦，告诉别的动物滚开啦之类的。动物得大到一定程度才能释放有效浓度的信息素，所以细菌之类的就不行了，但是到稍微大一点的爬族类就都可以用信息素交流，雌性可以留下一串自己特有的气味“脚印”来吸引异性。

回到正题，这篇文章找来了小鼠三个天敌的气味：猫脖子上蹭一蹭的味道，蛇蜕下的皮，和大鼠的尿（虽然都叫鼠，其实差很多）给这些上下几百代再没见过这些动物的小鼠们闻，然后看看他们怕不怕。然后发现小鼠们对三个味道都怕得要死，表明他们压力超大的促肾上腺皮质激素（ACTH）也一路飙升。但是给他们兔子尿闻，小鼠们则表示毫无压力，也没有ACTH的飙升（是的，兔子就是好欺负）。科学家们发现负责检测环境中捕食者味道的器官就是犁鼻器，当小鼠被敲去犁鼻器信号传导关键基因TrpC2，他们就不再对这三个味道表现任何恐惧啦！

接下来，作为一个好的分子生物学学家就会问，到底是什么分子让小鼠感到害怕。他们就把大鼠尿液过了个柱子，根据分子量分成两部分，分子量大的部分叫HMW（>10KD）和分子量小的部分叫LMW（<10KD）。他们发现，只有分子量大的部分能让小鼠感到害怕，效果和完整的大鼠尿液一样。

于是他们又用更高级的方法开始分分分（质谱+液相色谱）把大分子量的部分又分成了40份，发现只有其中一个成分可以让小鼠怕怕。然后他们又用纳升级液相色谱串联质谱(Nano LC-MS/MS) + 比对大鼠基因，最终确定了这个成分就是一个叫Mup家族的同源体——Mup13。

什么是Mup家族呢？

全称叫Major urinary proteins （中文似乎翻译成主要尿蛋白）。主要在动物尿液和其他分泌物里存在，是一堆基因表达的。基因数随物种差异很大，小鼠里至少有21个基因，而人类呢？零个！！这些个尿蛋白可以提供主人的特征信息，让别人来识别，可以用来吸引别人来和自己啪啪啪，或标记地盘！

那么猫猫的Mup蛋白会不会让小鼠害怕呢？

证明了大鼠尿液里是这个Mup13让小鼠害怕的，科学家们就从猫唾液里找到一个大量分泌的Mup家族同源体——Feld4，这就是那些对猫猫过敏的人的过敏源，所以说明这个Mup蛋白也可以跨物种被接受。于是科学家们用一些手段人工“做”出了纯的Feld4，发现给小鼠闻，他们果然超级怕怕，而那些被敲去犁鼻器信号传导关键基因TrpC2则对Feld4此无动于衷。

至此啊，科学家们声称找到了一个先天行为（innate behavior）的分子机制，老鼠在犁鼻器里和大脑已经随着世世代代刻着这样一个神经回路，闻到不是自己家族的Mup蛋白就要怕怕，就要躲开。这样，哪怕他们上下几百代没见过这些捕食者了，还是能第一时间保住小命。当然这个研究也是有局限性的，感兴趣的可以看后面的分析。

那么人呢？！

嗯，科学家们在研究人之间怎么传达信息素上遇到了很大的困难。一方面人没有犁鼻器，至今也没有找到只对信息素响应的神经元，而且人也没有Mup基因。虽然有些行为学家试图做了一些研究，如果大家感兴趣，我可以专门写一篇（有味道！）的文章，告诉你们科学家怎么通过让人闻腋下味道来试图证明人之间也可以传递信息素的……但是，这些研究因为缺乏生理基础支持，在科学界并不被广泛认可。

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局限性1：文章只证明了大鼠同源Mup13，至多证明了猫的Mup同源Feld4能够激活犁鼻器神经元，并且动物会表现出恐惧和防御的行为。但是由于化学分离合成等困难，并没有更大的数据库来验证是否别的动物的Mup同源体都是这个效果。尤其狐狸尿有个成分叫TMT，可以让老鼠表现出恐惧防御行为，但检测并不走犁鼻器，而是通过祝鼻腔的嗅上皮细胞检测的。说明犁鼻器这条通路并不是老鼠检测外界威胁的唯一通路。两条通路是什么关系，各具体负责什么功能，并不完全清楚。

局限性2：还是没有解释犁鼻器神经元是怎么检测Mup同源蛋白的，是检测哪个官能团？还是特殊受体？

局限性3：由于小鼠处在生物链比较底端，可能很难研究他们是怎么区分捕食者和猎物各自的Mup，两者用的大脑回路肯定是不一样的，一个是让你逃跑，一个是让你上去打架，嗅觉信号怎么区分两种Mup并且怎么和不同的大脑回路连接，我认为是个有趣的问题。而且捕食似乎是需要一点教学的，所以到底是一个先天回路？还是后天学习？也没有答案。

参考文献：

Papes, F., Logan, D.W., and Stowers, L. (2010). The vomeronasalorgan mediates interspecies defensive behaviors through detection of proteinpheromone homologs. Cell 141,692–703.

作者：陈小伊
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来源：知乎