Onderkant van stres in die vroeë lewe?
Muise wat onder stresvolle toestande grootgemaak word, is meer aanpasbaar as volwassenes - en kan hierdie eienskap aan hul kleintjies oordra.
Deur Kate Yandell | 18 November 2014
'n Aantal studies dui daarop dat stres wat in baie jong diere of mense ervaar word, negatiewe uitwerking op geestelike en kognitiewe gesondheid kan hê wat later deur epigenetiese modifikasie aan nageslag oorgedra kan word. Maar stres in die vroeë lewe by muise kan ook positiewe effekte hê wat aan kleintjies oorgedra kan word, volgens 'n studie wat vandag (18 November) in Nature Kommunikasie. Die kleintjies van gestresde manlike muise was gedragsbuigsaam, soos getoon deur hul vermoë om take te voltooi wat vereis het om te wag of hul gedrag mettertyd aan te pas. En hierdie kleintjies het veranderinge in hul hippocampi verander na histone wat verband hou met die mineralokortikoïedreseptorgeen, wat betrokke is by stresreaksie.
"Mense het baie keer gewys dat die negatiewe gevolge van stres na die volgende generasie oorgedra kan word," het gesê Deena Walker, 'n neurowetenskap-nadoktorale by Mount Sinai School of Medicine in New York Stad wat nie by die navorsing betrokke was nie. "Dit is interessant . . . dat ons nou ook sien dat sommige van daardie voordelige gevolge van stres verby is.”
"Die effek van trauma kan oor die algemeen negatief wees, maar [dit] kan ook 'n paar positiewe kante bied," sê studie mede-outeur Isabelle Mansuy, 'n professor in neuroepigenetika aan die Universiteit van Zürich en die Switserse Federale Instituut vir Tegnologie.
Mansuy en haar kollegas het pasgebore muise vir twee weke aan onvoorspelbare moederskeiding gekombineer met onvoorspelbare moederstres (MSUS) onderwerp. MSUS behels dat die kleintjies se ma's met onvoorspelbare tussenposes weggeneem word en hul ma's aan stresvolle situasies onderwerp word, soos om in beknopte buise of in koppies koue water geplaas te word. Die span het "probeer om gejaagde toestande gedurende die vroeë lewe te herhaal wat verwaarlosing, onvoorspelbaarheid en onbetroubare sorg behels," het Mansuy gesê.
Die navorsers het toe die muise take voltooi wat vereis het dat hulle vinnig veranderende reëls moes volg om water en kos te kry. Byvoorbeeld, in een taak het die muise 'n beloning gekry as hulle hul neuse op die regte tyd in 'n gat gesteek het na 'n vertraging, wat deur lig aangedui word. Wanneer die vertraging kort was, het kontrole- en MSUS-muise soortgelyk gepresteer, maar met 'n langer vertraging het muise wat vroeg in die lewe gestres was, beter as kontroles gevaar. Toe die navorsers MSUS-mannetjies met wilde-tipe wyfies geteel het, het die gevolglike nageslag eweneens uitgeblink in die neussteektoets.
Die navorsers het ook 'n paar toetse uitgevoer met slegs vroulike kleintjies en geen vaders nie, aangesien hierdie take muise in groephokke moes huisves wat manlike hiërargieë kan versteur. In een toets het die muise eers 'n drankie gekry as hulle afgewissel het om twee hoeke van 'n hok oorkant mekaar te besoek. Later het die diere eers die beloning gekry as hulle skuins tussen die ander twee hoeke van die hok beweeg het. Die dogters van MSUS-muise het die take meer gereeld as kontrolediere suksesvol voltooi.
"Ek dink [MSUS] bied 'n voordeel in uitdagende toestande," het Mansuy gesê. “Omdat [die muise] in sulke traumatiese toestande geplaas is . . . hulle ontwikkel strategieë om beter te wees wanneer hul lewe op een of ander manier bedreig word.”
Die navorsers het vervolgens vasgestel hoe die muise hierdie gedragseienskappe verkry en oorgee. Hulle het besluit om die uitdrukking van die mineralokortikoïedreseptor te ondersoek, wat 'n rol speel in stresreaksie, angs en doelgerigte gedrag. Hulle het gevind dat dit onderuitgedruk is in die hippocampi van MSUS-muise en hul kleintjies. Terwyl DNS-metileringsvlakke tussen kontrole en gestresde muise by die mineralokortikoïedreseptor soortgelyk was, is asetilering en en sommige tipes metilering van nabygeleë histone verminder in die nageslag van die MSUS-muise.
Toe die navorsers muise ingespuit het met ensieme wat asetilering en metilering blokkeer, is die mineralokortikoïedreseptor se uitdrukking onderdruk. Net so, wanneer hulle muise met hierdie ensieme ingespuit het of die mineralokortikoïedreseptor geblokkeer het, het die muise soortgelyke gedragsveranderinge getoon as dié wat in die MSUS-muise waargeneem is. Die span "het baie goeie werk gedoen deur farmakologiese inhibeerders te gebruik om die bevinding wat hulle met die stressor gesien het, te herhaal," het Walker gesê.
Dit bly onduidelik presies hoe die gestresde manlike muise hul gedrag aan kleintjies oordra. Die navorsers het bevind dat die sperm van die gestresde vaders verhoogde DNA-metilering op 'n promotor vir die mineralokortikoïedreseptor gehad het.
maar Sarah Kimmins, 'n voortplantingsbioloog wat epigenetika aan die McGill Universiteit in Montreal studeer, het nie gevind dat die DNS-metileringsbevindinge betekenisvol is nie. "Jou metilering is binne jou fout van jou toets," het sy gesê. Boonop het sy gesê dat die metileringsvlakke so laag is dat dit onwaarskynlik is dat dit 'n noemenswaardige biologiese effek sal hê.
Mansuy sê dat 'n aantal ander epigenetiese veranderinge ook kan bydra tot die oordrag van die eienskap. Byvoorbeeld, vorige werk van haar laboratorium het aangedui dat veranderinge in nie-koderende RNA-oorvloed in sperm die gevolge van trauma oordra oor geslagte.
Hoe epigenetiese modifikasies in sperm die massa epigenetiese herprogrammering ontsnap wat ná bevrugting van 'n eiersel kom, is nog onbekend. Die algemene verskynsel van ouerstres wat uitwerking op die volgende generasie het, is werklik, het Kimmins gesê. “Die vraag is: Hoe gebeur dit?”
Mansuy het gesê dat haar laboratorium aanhou werk om te verstaan hoe die gevolge van MSUS na toekomstige geslagte oorgedra word. Vir eers dui die huidige studie daarop dat navorsers aandag moet gee aan verwaarlosing se effense silwer randjie. "Dit was verbasend om te sien dat die gedragsbuigsaamheid by verskillende take waargeneem is, dat dit by beide mans en vrouens waargeneem is, en dat dit oor generasies oorgedra is," het Mansuy gesê.
K. Gapp et al., "Vroeë lewensstres by vaders verbeter gedragsbuigsaamheid in hul nageslag," Natuurkommunikasie, doi:10.1038/ncomms6466, 2014.
;