Science：缺乏母愛竟會(huì)改變基因組影響大腦神經(jīng)元

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2018-03-23

今日，《科學(xué)》雜志上刊發(fā)了一項(xiàng)重量級研究：來自Salk研究所的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，缺乏母愛的小鼠其基因組會(huì)出現(xiàn)明顯改變，且這種改變集中在影響情感和記憶的海馬體中。這一發(fā)現(xiàn)支持了“童年環(huán)境會(huì)影響人類大腦發(fā)育”的觀點(diǎn)。

什么？出生后的動(dòng)物還會(huì)出現(xiàn)基因組的明顯改變？Salk研究所的過渡所長，該研究的通訊作者Rusty Gage教授給出了肯定的答案：“教科書上說DNA是穩(wěn)定不變的，它造就了我們。但實(shí)際上，DNA要?jiǎng)討B(tài)得多。你細(xì)胞內(nèi)的一些基因能夠自我復(fù)制，并且到處移動(dòng)。換句話說，你的DNA在一定程度上的確會(huì)變化。”

▲本研究的通訊作者Rusty Gage教授（圖片來源：Salk Institute）

這一現(xiàn)象在大腦中尤其常見。十多年前，科學(xué)家們就發(fā)現(xiàn)大腦的神經(jīng)元之間存在DNA序列的微小差異，這背后的部分原因在于“跳躍基因”——這些DNA序列能從基因組的一個(gè)位點(diǎn)跑到另一個(gè)位點(diǎn)，給神經(jīng)元的遺傳信息帶來多樣性。Gage教授正是這一領(lǐng)域的專家。2005年，他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)一種叫做L1的跳躍基因可以在發(fā)育中的神經(jīng)細(xì)胞里“跳來跳去”，造成影響。

這究竟是自發(fā)的隨機(jī)現(xiàn)象，還是會(huì)受到外界的影響？為了回答這個(gè)問題，研究人員們決定將生命早期的一大環(huán)境因素——母愛納入考量。在實(shí)驗(yàn)中，剛出生的小鼠先與它們的母親共度2周時(shí)光，好讓研究人員對母親的舔舐和梳毛行為進(jìn)行量化。隨后，這些小鼠又被分為兩組，一組接受的舔舐和梳毛行為較多，另一組則較少。研究發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的現(xiàn)象：那些得到母親關(guān)注較少的小鼠，其影響情感和記憶的海馬體神經(jīng)元中，L1基因的拷貝數(shù)有顯著上升，大腦神經(jīng)元的遺傳多樣性因此也更多樣。

研究人員們排除了單純由遺傳造成的影響：他們比較了母親與后代的L1拷貝數(shù)，發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象并不是簡單來自遺傳。此外，它們也分析了來自后代額葉皮層和心臟的組織，發(fā)現(xiàn)L1的拷貝數(shù)并沒有出現(xiàn)類似的改變。這進(jìn)一步表明這些變化是由后天環(huán)境所引起的。

也許是由于結(jié)果太具有顛覆性，謹(jǐn)慎的研究人員們又做了另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)來確認(rèn)他們的發(fā)現(xiàn)：他們讓那些缺乏母愛的小鼠去撫養(yǎng)有母愛的小鼠生下的后代，也讓那些有母愛的小鼠去撫養(yǎng)缺乏母愛小鼠產(chǎn)下的后代。研究再一次表明，海馬體中的L1拷貝數(shù)只和小鼠出生后得到的母愛多少有關(guān)，和它們的親生母親無關(guān)。

從機(jī)理上看，缺乏母愛的小鼠，其L1基因的甲基化水平有明顯下降，這或許增加了其自我復(fù)制和跳躍的能力。在其他已知的跳躍基因上，甲基化水平并沒有出現(xiàn)明顯變化。研究人員們猜測，母親對后代的關(guān)愛越少，小鼠的壓力就越大，這些壓力會(huì)特異性地影響L1基因的甲基化，讓它們在海馬體神經(jīng)元細(xì)胞里不斷復(fù)制并頻繁跳躍。

▲母愛的多少，會(huì)影響后代基因的甲基化水平（圖片來源：《科學(xué)》）

“之前一些研究表明，得不到足夠關(guān)愛的孩子在DNA的甲基化上會(huì)展現(xiàn)出不同，本研究的結(jié)果是一致的，” Gage教授補(bǔ)充說：“如果我們理解了機(jī)制，就可以開發(fā)出干預(yù)的策略。”

遺憾的是，我們目前尚不清楚這種變化會(huì)給動(dòng)物的行為帶來怎樣的影響，研究人員們也計(jì)劃在未來闡明這個(gè)問題，并期望新發(fā)現(xiàn)能讓我們理解童年所受的心理創(chuàng)傷是否會(huì)帶來抑郁或**分裂等疾病。在等待研究人員做出新成果的同時(shí)，如果我們身邊有新晉的母親，還請不要忘記提醒她們對自己的寶寶多一點(diǎn)關(guān)愛。

參考資料：

[1] A mother's attention affects the genetic code of her young

[2] Early life experiences influence DNA in the adult brain

[3] Early life experience drives structural variation of neural genomes in mice

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