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异亲照顾和劳动分工是昆虫社会的标志。昆虫社会性工蚁通常在年轻时照顾巢内的幼体，随着年龄增长过渡到巢外觅食。这为研究亲代行为和年龄相关行为变化的神经基础提供了强大范式。尽管先前的研究探讨了这些动态的某些方面，但潜在的神经和分子机制仍知之甚少。在此，利用神经肽的无
异亲照顾和劳动分工是昆虫社会的标志。昆虫社会性工蚁通常在年轻时照顾巢内的幼体，随着年龄增长过渡到巢外觅食。这为研究亲代行为和年龄相关行为变化的神经基础提供了强大范式。尽管先前的研究探讨了这些动态的某些方面，但潜在的神经和分子机制仍知之甚少。在此，利用神经肽的无偏药理学筛选，研究人员发现两个古老的摄食调节因子——神经肽F (NPF)和抑咽侧体素A (AstA)——调节克隆蚁的育幼行为。通过功能操作，研究人员证明NPF增加育幼行为，而AstA则相反。此外，研究人员发现脑中NPF和AstA的水平随蚂蚁年龄自然变化，表明这些变化是育幼行为年龄相关变化的基础。最后，研究人员显示，与独居物种一样，NPF和AstA仍对营养状态敏感，且营养状态相应地影响育幼行为。研究结果揭示，进化共选了古老的摄食调控分子机制，以实现合作育幼和年龄相关的劳动分工。
**论文解读文章**
昆虫社会以异亲照顾（alloparental care）和基于年龄的劳动分工为标志：年轻工蚁通常在巢内照顾幼虫，而年长工蚁则离开巢穴外出觅食。这种年龄相关的行为转变为了解亲代行为（parenting）和神经可塑性提供了独特范式，但背后的神经和分子机制长期不明。过往研究虽涉及部分动态，却未能揭示核心调控机制。为阐明这一进化保守的社会行为调控原理，研究人员以克隆蚁（Ooceraea biroi）为模型，开展了系统的神经肽功能研究。
研究人员通过无偏药理学筛选、功能操作（肽注射与RNAi敲低）、定量免疫组化及RNA荧光原位杂交，揭示了两个古老摄食调控神经肽——神经肽F (NPF)和抑咽侧体素A (AstA)——在蚂蚁育幼行为及年龄相关劳动分工中的核心作用。研究表明，NPF促进育幼行为，AstA则抑制之；两者脑内水平随年龄和营养状态自然变化，且营养状态通过调控这两种神经肽反向影响育幼行为。研究结果发表于《Nature》，证明进化共选了古老的摄食相关分子机制，使其调控合作育幼和年龄相关的劳动分工。
**主要关键技术方法**
研究人员采用克隆蚁（Ooceraea biroi）同源品系B作为实验体系。主要方法包括：1）开发高通量单蚁-单幼虫行为测定法，定量分析蚂蚁与幼虫互动的双向行为阶段（P1和P2）；2）基于序列同源性注释蚂蚁神经肽组，合成61种神经肽（长度7–35个氨基酸）进行无偏药理学筛选，并通过剂量-反应分析确认候选靶点；3）使用RNA荧光原位杂交（RNA FISH）和免疫组化（IHC）对NPF和AstA进行脑内定位和定量；4）通过头部注射合成肽、小干扰RNA (siRNA) 和长双链RNA (dsRNA) 进行功能操作，并结合定量PCR (qPCR) 验证敲低效率；5）通过8天喂食/饥饿处理调控营养状态。所有行为实验均来自同一克隆蚁系，且严格控制年龄匹配。
**研究结果**
**育幼行为的年龄相关模式**：在群体和单蚁-单幼虫测定中，年轻蚂蚁（12天龄）花在幼虫接触上的时间约为年长蚂蚁（4月龄）的两倍，而觅食时间则显著少于年长者。蚂蚁对幼虫呈现双相行为响应：第一阶段（P1）持续接触幼虫，第二阶段（P2）间歇离开。此行为对幼虫特异，不发生于食物项，且随年龄增大，P1持续时间逐渐缩短。
**NPF和AstA调控育幼行为**：通过无偏神经肽筛选，研究人员鉴定出24个候选因子，经二次筛选和剂量-响应分析，确认NPF增加蚂蚁与幼虫接触时间，而AstA则减少之。NPF促进类似护士（nurse-like）的行为状态，AstA促进类似觅食者（forager-like）的状态。
**NPF和AstA水平随年龄变化**：RNA FISH与IHC显示，NPF表达于脑前背侧原脑（adPC）等区域，其RNA和肽水平随年龄下降；AstA表达于约500个细胞，其肽水平随年龄在原脑（PC）和触角叶（AL）中上升，但RNA水平无显著变化。这种年龄相关的变化与行为表型一致。
**NPF和AstA作用相反**：通过头部注射NPF肽增加育幼行为，注射NPF siRNA/dsRNA则减少之；注射AstA肽减少育幼行为，敲低AstA则增加之。RNA干扰特异性敲低目标基因，不影响另一基因表达，证实两种神经肽在育幼行为中起拮抗调控作用。
**NPF和AstA连接营养状态与育幼行为**：饥饿8天的蚂蚁比喂食蚂蚁花更多时间接触幼虫。饥饿蚂蚁脑中NPF水平升高、AstA水平降低；喂食蚂蚁则相反。营养状态通过调控NPF和AstA水平反向影响育幼行为，且与年龄效应叠加，使脑内神经调制状态在NPF高/AstA低与NPF低/AstA高之间转换。
**总结与讨论**
本研究揭示，古老的摄食调控神经肽NPF和AstA在克隆蚁中被进化共选以调控异亲育幼和年龄相关的劳动分工。这两种神经肽属于一个以胰岛素、保幼激素（JH）和蜕皮激素为核心的深度保守调控网络，该网络协调摄食、生长与繁殖与营养状态。研究表明，这一网络的元素被反复共选以调控社会性昆虫的行为，也类似地与脊椎动物亲代行为调控（如NPY和甘丙肽）趋同。因此，异亲行为的进化在机制上可能较以往认为的更为受限。研究结论：NPF和AstA通过其与营养状态和年龄相关的动态变化，协同调控蚂蚁的育幼行为，从而解释了营养状态、衰老和劳动分工在昆虫社会中错综交织的根源。
