性，在绝大多数动物中以繁殖为目的，意味着生。性与死亡，或者说生与死，是生命的一种交替和平衡。自然界的某些动物，性与死亡有着直接关联：它们仅有一个交配季节，会在大量的交配之后死亡。这种繁殖方式虽然显得有些极端，但是也由于其有效性而被自然选择下来。与此不同的是，大多数动物都采用了较为温和的交配与繁殖策略，并不会因此导致生命的终止。两种繁殖策略，不同的行为选择，尽管可以从进化的角度上理解，但对其神经调控机制却知之甚少。
Neuroscience Bulletin 2020年第12期以封面文章发表了本实验室博士生高灿等人的研究论文“Sex and death: identification of feedback neuromodulation balancing reproduction and survival”，以雄性果蝇的交配行为为模型，探讨了这一科学问题。
Neuroscience Bulletin 2020年第12期封面
雄性果蝇的求偶与交配行为是一种本能行为，并受一个关键基因fruitless (fru)的调控。野生型雄蝇在没有任何社交经历的情形下遇见雌蝇，也能快速并完整的表现出所有求偶的步骤，并与之交配。本研究利用转基因果蝇，通过人为调控表达fru的神经元的神经活动以及基因表达，获得了很多有趣的发现。比如：（1）人为的轻度激活fru神经元会诱导雄蝇（即使在没有雌蝇的情况下）持续表现求偶行为，直至死亡；（2）上述雄蝇可以进食，但是能量的补充并不能避免其死亡；（3）上述雄蝇在持续求偶过程中兴奋性神经递质乙酰胆碱合成酶的表达减少，抑制性神经递质GABA转运酶以及神经肽F（NPF）的表达升高。我们认为这三个信号是过度交配行为对神经系统的反馈信号，以抑制可能导致死亡的进一步交配。确实，当在以上果蝇中敲低这些基因表达时，雄蝇的生存时间发生了相应的改变（如敲低乙酰胆碱合成酶时延长了上述雄蝇的生命）。
我们进一步发现，当单只野生型雄蝇同时面对10只雌蝇时，会在5个小时内与平均3-4只雌蝇交配，并在每次交配之后显著降低其求偶行为；而NPF敲低的雄蝇平均与6-7只雌蝇交配，且在每次交配完成之后并没有降低其求偶行为。这些结果提示NPF可能扮演了一个抑制过度交配的神经信号分子。有趣的是，以往的研究发现NPF是一个“奖赏”分子，其在交配后表达上升。同一个信号分子，既作为交配的奖赏信号，又作为抑制过度交配的刹车信号，把性与死亡联系起来，在一定程度上平衡了后代繁衍与自我生存。