据温房网综合报道:小时候经历过的事情,真的会在身体里留下痕迹吗?这个问题其实困扰科学家很多年。我们知道,童年时期长期处在压力、创伤或者不稳定的环境中,成年后出现焦虑、抑郁等情绪问题的风险可能会更高。
但问题是,为什么小时候发生的事情,过了十几年甚至几十年,到了成年以后还可能影响一个人面对压力的方式?


最近发表在《Neuron》杂志上的一项新研究,给出了一个很有意思的答案:童年压力可能会通过一种叫“表观遗传”的机制,改变大脑细胞处理DNA的方式。这种变化并不是简单地把某个基因“打开”或者“关闭”,而更像是把DNA的结构提前调整了一下,让一些基因在以后再次遇到压力时,更容易被启动。
而且,研究人员在小鼠实验中还发现,如果阻止这种变化,小鼠成年后面对压力时的异常反应也可以明显减轻。
当然,这还是动物实验,距离在人身上得到证实还有很长的路。但这个发现,确实让科学家更接近理解一个过去一直比较模糊的问题:童年压力究竟是怎么在大脑里留下长期影响的?
童年压力,可能让DNA一直处于“比较容易打开”的状态
研究人员把注意力放在了大脑一个叫“腹侧被盖区”(VTA)的地方。这个区域和多巴胺神经元关系密切,而多巴胺不仅和奖励、愉悦有关,也参与处理压力和负面经历。
科学家进一步观察了这些神经元中的“表观基因组”。这个概念听起来有点复杂,其实可以简单理解成:DNA就像一本非常厚的说明书,但细胞不可能同时读取里面所有内容。
DNA会缠绕在一种叫组蛋白的蛋白质上。如果缠得比较紧,一些基因就不容易被读取;如果结构变得比较松,DNA打开了,这些基因就更容易被“看到”和启动。
研究人员于是做了一个实验。他们让一部分幼年小鼠经历早期生活压力,包括每天与母鼠分开几个小时,同时减少它们可以用来筑巢的材料。这个过程发生在小鼠出生后的第10到17天。等这些小鼠长大以后,研究人员检查它们的大脑。
结果发现,早期压力确实在VTA区域留下了比较持久的变化。经历过压力的小鼠,有14种与组蛋白有关的化学修饰明显增加,而这些变化总体上与一种更加开放的DNA状态有关。其中,一个叫H3K4me1的化学标记尤其明显。
接下来,研究人员又追查,到底是什么东西让这个标记增加了。他们发现,一个叫Setd7的基因表达增加了。这个基因负责制造一种酶,而这种酶会给组蛋白添加H3K4me1标记。
简单来说,早期压力似乎让Setd7变得更加活跃,DNA结构也因此更容易保持在一种“打开”的状态。这可能就是童年压力在大脑里留下的一个分子层面的“痕迹”。
真正的问题,是成年后再次遇到压力的时候
不过,大脑里的变化本身还不是研究人员最关心的。他们真正想知道的是:这种变化会不会影响小鼠长大以后面对压力的反应?
于是,他们人为提高了一些幼年小鼠VTA区域中的Setd7水平,看看能不能模拟早期压力产生的效果。等这些小鼠成年后,研究人员又让它们经历了一次短暂的社会压力。结果很有意思。
普通小鼠面对成年压力时,大部分发生变化的基因是被压低了。研究人员观察到99个基因表达下降,39个基因表达增加。但Setd7被人为提高的小鼠完全不同。在它们身上,成年压力反而让48个基因的表达增加,只有3个基因下降。也就是说,经历过这种表观遗传变化之后,神经细胞面对新的压力时,反应似乎变得更加“激烈”。
研究人员随后又直接观察了多巴胺神经元的电活动。在没有压力的时候,Setd7增加并没有让这些神经元明显变得更加活跃。也就是说,小鼠平时看起来并没有什么异常。
但一旦成年后再次遇到压力,情况就不一样了。这些小鼠的多巴胺神经元放电速度明显加快,基础电流也更高。换句话说,问题不是大脑一直处于“高负荷”状态,而是一旦压力来了,它的反应门槛变低了。
这点其实很关键。研究人员认为,早期压力可能并不是简单地让大脑永久处于紧张状态,而是让大脑变得更加容易被未来的压力“点燃”。
行为实验也得到了类似结果。成年后经历压力的小鼠,被放在开放场中观察,也接受了社交互动测试。普通小鼠受到的影响并不明显。但Setd7水平较高的小鼠,压力之后与其他小鼠互动的时间减少了,在开放区域中央活动的时间也变少了。
这些行为通常与更加焦虑、回避的状态有关。也就是说,单纯人为增加Setd7,就足以让小鼠成年后对压力变得更加敏感。

把这个酶降下来,小鼠似乎又“扛得住”压力了
研究做到这里,科学家还差最后一个问题没有回答:如果Setd7真的参与了童年压力留下的这种长期影响,那么把它降下来,是不是就可以改变结果?
于是,他们又进行了反向实验。这一次,他们没有人为增加Setd7,而是把经历过早期生活压力的小鼠VTA区域中的Setd7水平降低。等小鼠成年后,再次让它们经历压力。结果让研究人员相当意外——此前经历过早期压力的小鼠,通常会在成年压力后表现出更少的社交行为和更多焦虑、回避行为。
但当Setd7被降低之后,这些变化基本被阻止了。这些小鼠依然愿意和其他小鼠互动,也愿意探索周围环境。整体表现更接近那些从小没有经历早期压力的小鼠。这也让研究人员认为,Setd7可能确实是连接“早期生活压力”和“成年压力敏感性”的一个关键环节。
不过,这项研究也有一个非常重要的限制。研究人员现在使用的病毒载体并不能精准地只改变多巴胺神经元,它会影响目标脑区中的多种细胞。因此,目前还不能百分之百确定,实验中观察到的行为变化全部来自多巴胺神经元。
未来,科学家还需要更精准的基因编辑工具,进一步搞清楚究竟是哪一种细胞、DNA上的哪个位置,以及哪些具体基因参与了这个过程。
至于把这种研究直接变成人类治疗方法,目前更是谈不上。研究人员自己也承认,实验中使用的是一种基因治疗手段,但要把类似的方法用于人类,尤其是提前用来预防童年创伤造成的影响,在安全性和伦理方面还有非常大的问题。
不过,研究团队提出了一个更有意思的方向。他们目前只测试了小鼠面对负面压力时的反应,并不知道这种“更容易打开”的大脑状态,是不是也可能让人对一些积极经历更加敏感。
换句话说,童年压力留下的这种变化,究竟只是让大脑更容易被坏事影响,还是也可能让它对好的环境、积极的人际关系和丰富的生活经历产生更强反应?
这个问题,目前还没有答案。
来源:温房网综合PSYPOST
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