几十年来,在测试新药或检查大脑连接的科学实验中,雄性小鼠一直是默认的。的原因吗?雌性小鼠的卵巢激素波动周期为4至5天,这被认为过于复杂。计算荷尔蒙变化被认为太麻烦、太昂贵。
但是,根据一项新的研究,动情周期与雌鼠的行为几乎没有关系,该研究使用机器学习软件来跟踪动物探索开放空间的每秒行为。实际上,雄鼠比母鼠表现出更多不稳定的行为。
这项研究于周二发表在《当代生物学》杂志上,挑战了一个世纪以来将雌性动物排除在实验室研究之外的刻板印象,直到20世纪90年代,女性还被禁止参加临床试验。
这项新研究“颠覆了所有关于性别差异和激素对大脑影响的假设,”东北大学(Northeastern University)行为神经科学家、这项新研究的合著者丽贝卡·尚斯基(Rebecca Shansky)说。
将女性——无论是人类还是动物——排除在科学研究之外的代价是很高的。女性遭受药物严重副作用的可能性几乎是男性的两倍,其中大多数药物的剂量是根据在男性身上进行的初步测试确定的。女性也可能无法从药物中获得同样的好处。
按照联邦政府的说法,“有能力怀孕”的女性基本上被排除在药物临床试验之外,直到1993年,一项新法律要求美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)资助的研究人员必须包括女性和少数群体。在那之后的几十年里,女性在临床研究参与者中占了近一半,尽管她们在某些药物的研究中仍然落后,比如用于治疗心血管疾病和精神疾病的药物。
但在使用实验动物进行的基础科学研究中,性别差距仍然很大,这些研究为医学突破铺平了道路。在神经科学领域,根据2010年发表的一篇综述,对雄性实验动物的研究数量是雌性实验动物的五倍。
nih女性健康研究办公室(Office of Research on Women’s Health)主任珍妮·克莱顿(Janine Clayton)博士说,“实验室和临床研究之间的脱节令人担忧,很多研究只使用雄性小鼠,没有科学依据。”
2016年,这个330亿美元的资助机构旨在通过要求所有获得资助的实验室在研究中考虑生物性别来缩小这一差距。除了少数例外,研究人员被要求在脊椎动物研究中同时使用男性和女性,并按性别分析数据。
这一政策变化在一些科学家中引起了“轩然大波”,尚斯基博士说。“人们想当然地认为,使用女性会让他们的数据变得混乱,”她说。
尽管之前的研究挑战了雌性老鼠比雄性老鼠更不稳定的观点,但所使用的行为测试有时很粗糙,给出的结果也很复杂。
这项新研究使用了一种名为运动测序的尖端工具,该工具于2015年开发。精密的摄像机以每秒30帧的速度记录下动物的三维运动。然后,人工智能识别出了短时间(通常为300毫秒)重复的行为,比如跑步和梳理毛发。
在15天的时间里,16只公鼠和16只母鼠在一个开放的空间(一个大水桶)里探险,每次20分钟。研究人员发现,雌性的发情周期对其行为的影响非常微弱。
哈佛医学院的神经生物学家桑迪普·罗伯特·达塔博士是这项研究的合著者,他的实验室开发了动作测序工具,他说:“你必须压缩数据才能看到发情的影响。”“从实际的角度来看,这可以忽略不计。”
雄鼠比母鼠表现出更多不可预测的行为。男性的荷尔蒙也会波动,通常在一天内发生变化。被关在一起的雄性老鼠建立了一个统治等级,雄性首领比顺从的雄性表达的睾丸激素多出10倍以上。
达塔博士说:“因此,事实上,100年来,我们完全颠倒了方向——实际上是男性荷尔蒙的变化比女性荷尔蒙对行为的影响更大。”“这是一个假设,但我们将对此进行验证。”
这项新报告是几项研究中的最新一项,这些研究让科学家们质疑长期以来关于激素对雌性实验动物影响的假设。
加州大学旧金山分校(University of California, San Francisco)研究性别差异和压力生物学的阿迪蒂·巴尔加瓦(Aditi Bhargava)博士说:“他们没有发现动情周期的影响,其他研究人员也没有看到这种影响,这非常令人欣慰。”
不过,她指出,nih 2016年政策变化的影响是缓慢的。尽管包括雄性和雌性动物的研究比例有所增加,但除药理学外,按性别分析数据的研究数量有所下降。
“还需要做更多的工作,”国家卫生研究院的克莱顿博士说,“公布针对性别的研究结果最符合公众的利益。”