家兔性行为形成机制研究进展

应映芬，张世昌，王 琳，徐 键＊

（1.浙江大学医学院附属妇产科医院，浙江杭州 310006；2.浙江大学动物科学学院，浙江杭州 310058）

根据排卵诱发机理的不同，雌性哺乳动物排卵方式可以分为两类：一类是因激素水平变化导致的自发性排卵；另一类是交配后产生神经性刺激激发的排卵，即诱发性或反射性排卵。家兔是诱发性排卵哺乳动物的代表之一。家兔旺盛的繁殖能力使其成为研究哺乳动物生殖过程早期的经典模型之一［1］。相对于自发性排卵哺乳动物，其诱发性排卵的优点，使其更适合于进行相关领域的科学研究，尤其是生殖医学动物模型的研究。传统的生殖激素与家兔特征性性行为密切相关。近年来研究发现，除了生殖激素之外，如卵巢肾素－血管紧张素系统、诱发性排卵因子等新研究领域的开展，从新的角度阐述它们同样在家兔性行为、诱发排卵机制中占有不可忽视的地位。不同的性行为由不同神经中枢主导，全面了解家兔性行为与生殖、相关生物学指标、诱发排卵以及中枢定位可以极大地促进其生殖周期和激素变化间的动物生殖医学及人类生殖医学家兔模型的深入研究。

1 发情期生殖激素与生殖器官变化的关系

家兔是诱发性排卵动物之一，发情家兔有其自身性行为特点。家兔的繁殖没有明显的季节性，发情持续时间2d～15d，再次发情间隔4d～6d，单次交配射精就可以诱发排卵，排卵时间发生于交配后11h～12h。

雌性哺乳动物性兴奋时使生殖器官血流、感觉以及阴道润滑度增加。生殖器兴奋早期阶段，首先延长并增加阴道近端三分之二，然后收缩远端三分之一。阴道血管舒张和阴道非血管平滑肌舒张现象是生殖器兴奋反应的重要过程。然而，这些过程的生理学调节机制尚未完全认识。生殖激素在维持雌性哺乳动物生殖器结构和功能完整性上起着关键性作用［2］。阴道壁皱褶和厚度以及阴道的润滑度均为雌激素依赖性，它可以调节阴道壁上各种细胞成分的不同生理途径。家兔发情期高水平的雌激素同可以使阴道黏膜润滑度增加，敏感性增加，并维持阴道血流量。

雌激素对调节阴道组织的生长和收缩性起到重要作用并维持阴道上皮的健康。雌激素能增加家兔阴道肾上腺素能神经纤维数量和去甲肾上腺素含量，此类神经纤维伴随整个阴道组织生长，却不会影响神经支配密度。换言之，在阴道上维持一定密度肾上腺素能神经可以使阴道组织抵抗神经性收缩变化［3］。

生殖器官颜色、肿胀度与性行为密切相关。家兔发情时的外阴变化可判断其是否发情。虽然外阴变化不一定代表发情，但红色外阴强烈暗示其具有性接受性，多数情况下仍提示家兔正处于发情期，给予具有性接受性发情雌兔适时交配，可提高繁殖成功率［4］。“粉红早，黑迟，深红正当时”告诉我们要抓住发情这个特定阶段，而白色暗示高度排斥。但无论何种外阴颜色，肿胀度提示高度性接受性。因此，结合家兔外阴颜色和肿胀程度可以有效提高家兔交配成功率。

2 发情期特征性性行为

哺乳动物发情可被界定为吸引、感知和接受三方面［5］。吸引是雌性协助雄性鉴别其生殖状态的行为，比如雌性生殖器肿胀度和颜色，及其产生的特殊体味。家兔最常通过气味信号吸引雄性。野兔吸引行为会围着雄性绕圈并将尾部翘起。实验室家兔则表现出一种气味标示的引体向上（chinning）行为；它的产生与家兔性接受行为紧密相关，而当雄性接近时此表现则减弱。感知行为因物种而异，涉及不同物种特征性姿势和运动。接受行为主要表现为有利于雄性外生殖器插入和射精的脊柱前弯（lordosis）姿势。雄性对其臀部进行数秒钟反复冲击可引发雌兔脊柱前弯。青春期前或间情期家兔，成熟卵泡分泌的雌二醇（E2）可以增加性接受性［6］。研究者可以通过家兔外阴的变化及其特征性的发情动作及时把握交配时间。

3 发情行为的生理基础

正常家兔上述发情行为会在交配后抑制。交配后早期脊柱前弯被抑制的幅度与雌兔在交配过程中接受射精次数有关，与骑跨次数无关，提示雌兔性接受性或与其阴道－宫颈接受到的性刺激与交配后性行为的抑制程度相关。交配后10h～12h雌兔性接受性很快下降，几乎所有家兔于随后24h停止发情，感知行为也会很快被抑制。交配行为可以抑制E2预处理去势家兔脊柱前弯动作的发生，提示家兔交配后对脊柱前弯的抑制不完全依赖于卵巢生殖激素［7］。

妊娠期吸引和感知行为的抑制很可能是高水平孕激素抵消了卵巢E2和睾酮的潜在刺激作用。交配后4d左右，随着黄体逐渐成熟，血清孕激素水平开始升高，妊娠12d～24d孕激素水平仍很高［8］。与此同时，引体向上行为和性接受性开始受到抑制。研究提示这与孕激素受体激活产生的孕激素有关［9］。妊娠期家兔无骑跨行为。直到分娩时，血清E2和睾酮水平相对于孕激素水平明显上升。高水平E2而非孕激素是雌兔产后发情关键因素［10］。由此可见，家兔具备旺盛的繁殖能力。

4 孕激素受体依赖型和非依赖型与发情行为关系

不仅E2与发情密切相关，在雌性哺乳动物中，孕激素（progesterone，P）和孕激素受体（progesterone receptor，PR）样可以调节许多性行为。对不同性行为，孕激素可以使不同性行为得到抑制或促进。发情期雌兔循环血中的孕激素水平可忽略不计；但交配排卵后第4天孕激素升高并且在整个妊娠期维持高水平。此时，感知和接受行为会被抑制。去势雌兔孕激素作用下这两种感知和接受的发情特征行为也被证实明显受抑。

许多情况下，孕激素对发情行为产生的作用需要孕激素受体依赖型或非依赖型机制参与，即使仅有某些物种涉及此机制。利用RU486（孕激素受体颉颃剂）和PR antisense RNA（反义RNA）所进行的试验研究揭示了孕激素受体在大鼠和荷兰猪发情行为时孕激素刺激作用的产生机制［11］。通过敲除PR同型体A基因的小鼠模型，孕激素就不能刺激脊柱前弯行为的产生［12－13］。对去势雌兔用苯甲酸雌二醇（EB）预处理后，RU486可以反转孕激素对去势雌兔引体向上行为的抑制，说明孕激素对EB预处理去势兔的引体向上行为的抑制通过孕激素受体依赖型途径产生。孕激素还可以通过其非依赖型受体影响动物发情行为。即使仍需通过孕激素中间代谢产物发挥作用；这些具有神经活性的非受体依赖型孕激素代谢产物通过调节A型γ氨基丁酸（GABA－A）受体产生作用［14］，进而刺激EB预处理的去势大鼠的发情行为。

那么，究竟是哪些发情行为需要通过孕激素受体依赖型发挥作用，哪些是通过非依赖型起作用，或通过任何其中一种受体就可以产生作用？显而易见的是，妊娠雌兔许多性行为都是与孕激素受体作用密不可分。妊娠期高水平的孕激素通过孕激素受体途径抑制吸引、感知和接受的发情行为；还可以通过孕激素受体增加妊娠期雌兔攻击行为以及特征性恐吓性尖叫［15］。妊娠期筑巢行为也通过孕激素受体途径产生。Hoffman K L等［9］证实，孕激素可同时通过孕激素受体依赖型和非依赖型抑制吸引行为而增加攻击行为。已经对EB预处理去势雌兔加用孕激素后，这些行为——引体向上的抑制、攻击性的增加（虽然需要1d～3d的潜伏期）、吸引和接受行为的抑制——通过孕激素受体依赖型产生。对吸引行为的短期抑制（1d的潜伏期）却通过孕激素受体非依赖型途径作用。将来的研究者可以对这两类受体引起发情行为的具体机制进行深入探讨。或许这不仅仅是生殖激素（受体）与发情行为的关系，还将涉及神经生殖内分泌等研究领域。

5 卵巢肾素－血管紧张素系统（RAS）与排卵的关系

传统的生殖激素对家兔性行为会产生重要影响。近来研究发现，卵巢（renin–angiotensin system，RAS）会对排卵过程产生重要作用。最早证实卵巢能够产生肾素的研究，来自将卵巢匀浆后发现肾素样活性物质的试验［16］。功能性卵巢肾素－血管紧张素系统（RAS）可以对卵巢内卵泡的发育，生殖激素的产生，甚至是卵母细胞的成熟、排卵以及卵泡的闭锁产生重要影响。Viana G E等［17］首次研究了家兔卵巢RAS中的 血 管 紧 张 素－（1－7）（angiotensin－（1－7），Ang－（1－7））。Ang－（1－7）及其受体分布于家兔卵巢间质细胞和未成熟卵母细胞。Ang－（1－7）对家兔排卵的调节起到重要作用，可能是通过激活促性腺激素产生［18］。在给予促性腺激素干预的家兔中，排卵前的卵巢卵泡膜细胞和颗粒细胞均表达Ang－（1－7）及其受体。给予Ang－（1－7）的特异颉颃剂 A－799可以抑制 HCG诱导下的家兔排卵的发生。

血管紧张素－（1－7）还被证明可以刺激E2的产生。卵巢RAS的失衡是多囊卵巢综合征、卵巢过度刺激征、卵巢肿瘤以及异位妊娠的致病因素或结局［19］。目前针对RAS中的Ang－（1－7）与多囊卵巢综合征或卵巢过度刺激综合征等卵巢相关疾病之间的研究报道还比较缺乏［20］。科研工作者可以借组家兔多囊卵巢等疾病模型来进一步探讨卵巢RAS的失衡与卵巢相关性疾病的潜在关系。

6 诱发性与自发性排卵动物排卵前黄体生成素（LH）峰的形成机制

促性腺激素释放激素（gonadotropin－releasing hormone，GnRH）是控制脊椎动物生殖功能的重要神经肽。机体有两种不同机制调节下丘脑分泌GnRH促使垂体前叶腺于排卵前分泌LH。自发性排卵雌性动物（大小鼠、猪、羊、猴和妇女）中，成熟卵泡分泌的卵巢生殖激素促使下丘脑正中隆起释放GnRH，后者促使垂体在排卵前释放LH峰。而诱发性排卵物种（兔、雪貂、猫和骆驼）中，排卵前GnRH的释放以及LH峰的形成则是通过交配行为刺激生殖器诱发［21］。诱发性排卵哺乳动物在整个生殖周期中基本不表现生殖激素自发诱导垂体释放排卵前LH峰。换言之，诱发性排卵动物生殖激素对GnRH释放的正反馈作用会减少或丧失。值得注意的是，交配诱发排卵前LH峰也偶尔出现在自发性排卵物种中。

近年研究发现，诱发性排卵动物（少部分自然排卵动物野猪、公牛、种马）精液中存在排卵诱发因子（ovulation－inducing factor，OIF），它具有 GnRH 样作用，诱发形成更加持久LH峰。目前为止，研究证实OIF是一种不被蛋白酶K水解，具备热稳定性，且具有多种生物活性的蛋白分子（≥30ku）。它的发现为进一步阐明诱发排卵机制提供了新思路［22］。同为诱发性排卵动物，家兔在精液OIF作用下更具触觉敏感性而诱发排卵，而骆驼则不但需要精液OIF作用还需要交配相关等刺激才能诱发排卵，可见诱发性排卵物种间的排卵机制也不尽相同［23］。

诱发性排卵哺乳动物中，E2作用大脑诱发其感知和接受性行为产生。交配时雄性外生殖器插入致使中脑和脑干去甲肾上腺素能神经元接收雄雌性生殖器－躯体感觉信号，去甲肾上腺素能神经元兴奋后作用下丘脑，促使下丘脑正中隆起神经末梢释放Gn－RH，诱发排卵。由此可见，诱发性排卵动物性兴奋是由神经信号促使排卵前LH峰产生。而自发性排卵是性腺类固醇激素激活GnRH神经促使排卵前形成LH峰。

两性交配和引体向上行为均受生殖激素控制。雄性和雌性性腺切除后这两种行为都会消失；用E2对去势雌兔替代治疗以及用雄激素对去势雄兔替代治疗又会恢复性行为和引体向上的发情行为。可见，排卵动物发情行为的诱发和终止都是生殖激素的直接作用的结果；但是排卵过程的诱导不是生殖激素对中枢的直接刺激作用，而是先由生殖激素促使动物发情产生的躯体感觉信号作用于中枢神经系统，促使下丘脑产生GnRH，继而使垂体于排卵前产生LH峰［24－25］。研究者在研究家兔性行为和排卵时，应该有的放矢的选择；尤其是排卵相关机制，研究者不应该只关注生殖激素，还应考虑交配刺激行为，去甲肾上腺素能神经等对排卵的综合影响。

7 诱发性排卵动物性行为中枢定位

尽管我们早已认识许多哺乳动物的引体向上行为，但是对生殖激素刺激产生发情行为的具体大脑部位定位的认识非常有限。有研究者选取下丘脑腹内侧（VMH）和内侧视前区（MPOA）作为植入EB（去势雌兔）和丙酸睾酮（TP）（去势雄兔）的大脑部位。他们发现，即使VMH中心区域缺乏雌激素受体（ER），大脑VMH却含有丰富ER。VMH毗邻结构也拥有高密度ER。在猫和大鼠的同样区域植入EB同样诱发引体向上行为的产生［24］。

雌兔引体向上行为由雌激素诱发。EB植入到VMH时诱发的脊柱前弯比植入MPOA明显。当EB被植入VMH时大多数雌兔表现引体向上和脊柱前弯。EB植入MPOA仅有一半表现脊柱前弯症。他们的研究认为雌兔引体向上行为是其发情感知行为的表现［26］。

引体向上和脊柱前弯症可能通过不同的神经元群控制。E2敏感性神经元将躯体感觉信号经轴突传入脑干和中脑灰质和脊神经激发脊柱前弯症。引体向上这种自愿性行为涉及大脑皮质神经元的激活。可见下丘脑神经元需要将刺激信号向上投射到大脑边缘区域后产生引体向上行为。

8 结语

相对于啮齿类动物模型，家兔更具人类亲缘性。其旺盛的繁殖能力使其成为动物生殖医学以及人类生殖医学相关模型的理想研究对象之一。综上所述，能够较全面的理解诱发性排卵哺乳动物家兔发情行为表现、发情机制，排卵前LH峰形成机制，排卵相关的新的分子生物学机制以及发情时相关中枢定位等。藉此，为将来选取家兔这种诱发性排卵动物模型作为科学研究做好充分基础准备。

［1］Beyer C，Hoffman K L，Gonzalez－Flores O.Neuroendocrine regulation of estrous behavior in the rabbit：similarities and differences with the rat［J］.Horm Behav，2007，52（1）：2－11.

［2］Adaikan P G，Srilatha B，Wheat A J，et al.Efficacy of red clover isoflavones in the menopausal rabbit model［J］.Fertil Steril，2009，92（6）：2008－2013.

［3］Kim N N，Min K，Huang Y H，et al.Biochemical and functional characterization of alpha－adrenergic receptors in the rabbit vagina［J］.Life Sci，2002，71（24）：2909－2920.

［4］Garcia－Dalman C，Gonzalez－Mariscal G.Major role of suckling stimulation for inhibition of estrous behaviors in lactating rabbits：acute and chronic effects［J］.Horm Behav，2012，61（1）：108－113.

［5］Papargiris M M，Rivalland E T，Hemsworth P H，et al.Acute and chronic stress－like levels of cortisol inhibit the oestradiol stimulus to induce sexual receptivity but have no effect on sexual attractivity or proceptivity in female sheep［J］.Horm Behav，2011，60（4）：336－345.

［6］Morali G，Asuncion P S M，Luis C J，et al.Detailed analysis of the male copulatory motor pattern in mammals：hormonal bases［J］.Scand J Psychol，2003，44（3）：279－288.

［7］Hoffman K L，Gonzalez－Mariscal G.Progesterone receptor activation signals behavioral transitions across the reproductive cycle of the female rabbit［J］.Horm Behav，2006，50（1）：154－168.

［8］Hoffman K L，Rueda M R，Gonzalez－Mariscal G.Relevance of mating－associated stimuli，ovulation，and the progesterone receptor for the post－coital inhibition of estrous behavior in the female rabbit［J］.Horm Behav，2010，58（5）：747－753.

［9］Hoffman K L，Martinez－Alvarez E，Rueda－Morales R I.The inhibition of female rabbit sexual behavior by progesterone：progesterone receptor－dependent and－independent effects［J］.Horm Behav，2009，55（1）：84－92.

［10］Manal A F，Tony M A，Ezzo O H.Feed restriction of pregnant nulliparous rabbit does：consequences on reproductive performance and maternal behaviour［J］.Anim Reprod Sci，2010，120（1－4）：179－186.

［11］Ogawa S，Olazabal U E，Parhar I S，et al.Effects of intrahypothalamic administration of antisense DNA for progesterone receptor mRNA on reproductive behavior and progesterone receptor im－munoreactivity in female rat［J］.J Neurosci，1994，14（3Pt 2）：1766－1774.

［12］Mani S K，Reyna A M，Chen J Z，et al.Differential response of progesterone receptor isoforms in hormone－dependent and－independent facilitation of female sexual receptivity［J］.Mol Endocrinol，2006，20（6）：1322－1332.

［13］White M M，Sheffer I，Teeter J，et al.Hypothalamic progesterone receptor－A mediates gonadotropin surges，self priming and receptivity in estrogen－primed female mice［J］.J Mol Endocrinol，2007，38（1－2）：35－50.

［14］Rupprecht R.Neuroactive steroids：mechanisms of action and neuropsychopharmacological properties［J］.Psychoneuroendocrinology，2003，28（2）：139－168.

［15］Hudson R，Gonzalez－Mariscal G，Beyer C.Chin marking behavior，sexual receptivity，and pheromone emission in steroid－treated，ovariectomized rabbits［J］.Horm Behav，1990，24（1）：1－13.

［16］Eskildsen P C.Location of renin in rabbit uterus by help of microdissection［J］.Acta Pathol Microbiol Scand A，1972，80（2）：241－252.

［17］Viana G E，Pereira V M，Honorato－Sampaio K，et al.Angiotensin－（1－7）induces ovulation and steroidogenesis in perfused rabbit ovaries［J］.Exp Physiol，2011，96（9）：957－965.

［18］Goncalves P B，Ferreira R，Gasperin B，et al.Role of angiotensin in ovarian follicular development and ovulation in mammals：a review of recent advances［J］.Reproduction，2012，143（1）：11－20.

［19］Yoshimura Y.The ovarian renin－angiotensin system in reproductive physiology［J］.Front Neuroendocrinol，1997，18（3）：247－291.

［20］Costa A P，Fagundes－Moura C R，Pereira V M，et al.Angiotensin－（1－7）：a novel peptide in the ovary［J］.Endocrinology，2003，144（5）：1942－1948.

［21］Silva M E，Colazo M G，Ratto M H.GnRH dose reduction decreases pituitary LH release and ovulatory response but does not affect corpus luteum（CL）development and function in llamas［J］.Theriogenology，2012，77（9）：1802－1810.

［22］Ratto M H，Huanca W，Adams G P.Ovulation－inducing factor：a protein component of llama seminal plasma［J］.Reprod Biol Endocrinol，2010，8：44－50.

［23］Silva M，Nino A，Guerra M，et al.Is an ovulation－inducing factor（OIF）present in the seminal plasma of rabbits？［J］.Anim Reprod Sci，2011，127（3－4）：213－221.

［24］Caba M，Beyer C，Gonzalez－Mariscal G，et al.Immunocytochemical detection of estrogen receptor－alpha in the female rabbit forebrain：topography and regulation by estradiol［J］.Neuroendocrinology，2003，77（3）：208－222.

［25］Flanagan－Cato L M.Sex differences in the neural circuit that mediates female sexual receptivity［J］.Front Neuroendocrinol，2011，32（2）：124－136.

［26］Melo A I，Chirino R，Jimenez A，et al.Effect of forebrain implants of testosterone or estradiol on scent－marking and sexual behavior in male and female rabbits［J］.Horm Behav，2008，54（5）：676－683.