A korai élet stresszének csúcsa?
A stresszes körülmények között emelt egerek felnőtteknél jobban alkalmazkodnak, és ezt a tulajdonságot átadhatják a kölyköknek.
Kate Yandell | November 18, 2014
Számos tanulmány azt mutatja, hogy a nagyon fiatal állatokban vagy emberekben tapasztalt stressz negatív hatást gyakorolhat a mentális és kognitív egészségre, amelyet később az epigenetikai módosítás révén az utódoknak át lehet adni. Azonban az egerek korai életkori stresszének is pozitív hatása lehet, amelyet a kölyköknek át lehet adni a mai napon közzétett tanulmány szerint (november 18) Nature Communications. A stresszes hím egerek kölykei viselkedésileg rugalmasak voltak, amint azt a képességük, hogy a várakozást vagy viselkedésüket idővel módosítsák. És ezek a kölykök megváltoztatták a hippocampi módosításait az ásványokortikoid receptor génhez kapcsolódó hisztonokhoz, amelyek részt vesznek a stresszválaszban.
„Az emberek sokszor megmutatták, hogy a stressz negatív hatásai átadhatók a következő generációnak” - mondta Deena Walker, egy idegtudományi posztdoktor a New York-i Sínai Orvostudományi Iskolában, aki nem vett részt a kutatásban. "Érdekes . . . azt is látjuk, hogy a stressz néhány előnyös hatását is elhagytuk. ”
„A trauma hatása összességében negatív lehet, de az is pozitív oldalt biztosíthat” - mondta a tanulmányi társszerző Isabelle Mansuy, a neuroepigenetika professzora a Zürichi Egyetemen és a Svájci Szövetségi Technológiai Intézetben.
Mansuy és munkatársai az újszülött egereket kiszámíthatatlan anyai szétválasztásnak vetették alá két hétig az előre nem látható anyai stresszel (MSUS) együtt. Az MSUS magában foglalja a kölykök anyáinak kiszámíthatatlan időközönkénti eltávolítását és az anyák stresszes helyzetekre való áthelyezését, mint például a szűk csövekbe vagy a hideg víz csészébe helyezése. A csapat „megpróbálta megismételni a hektikus feltételeket a korai életben, ami elhanyagolást, kiszámíthatatlanságot és megbízhatatlan ellátást jelent” - mondta Mansuy.
A kutatók ezután elvégezték az egerek feladatait, amelyek megkövetelték, hogy gyorsan változó szabályokat kövessenek a víz és az étkezés érdekében. Például az egyik feladatban az egerek jutalmat kaptak, ha a késleltetés után a megfelelő időben a lyukba dobták az orrukat, amit fény jelez. Amikor a késleltetés rövid volt, a kontroll és az MSUS egerek hasonlóképpen végeztek, de hosszabb késleltetéssel az életkor elején hangsúlyozott egerek túlteljesítették a kontrollokat. Amikor a kutatók vadon élő nőstényekkel MSUS férfiakat termeltek, a kapott utódok hasonlóan kitűntek az orrcsúcs vizsgálatnál.
A kutatók csak némely kölykökkel és nem apákkal végeztek teszteket, mivel ezeknek a feladatoknak az volt a szükségük, hogy a csoportos ketrecekben az egerek megzavarják a férfi hierarchiákat. Egy vizsgálatban az egerek először egy italt kaptak, ha váltakoznak egymás között egy ketrec két sarkában. Később az állatok csak akkor jutalmazták a jutalmat, ha átlósan mozogtak a ketrec másik két sarka között. Az MSUS egerek lányai gyakrabban végezték el a feladatokat, mint a kontroll állatok.
„Azt hiszem, az [MSUS] előnyt jelent a kihívásokkal teli körülmények között” - mondta Mansuy. „Mert [az egerek] ilyen traumatikus körülmények között kerültek. . . stratégiákat dolgoznak ki, hogy jobbak legyenek, ha életük valahogy fenyeget.
A kutatók ezt követően megpróbálták meghatározni, hogy az egerek hogyan szereztek és továbbadják ezeket a viselkedési jellemzőket. Úgy döntöttek, hogy megvizsgálják az ásványokortikoid receptor expresszióját, amely szerepet játszik a stresszválaszban, a szorongásban és a célirányos viselkedésben. Megállapították, hogy az MSUS egerek és kölykök hippocampijában alulteljesítették. Míg a kontroll és a stresszes egerek között az mineralokortikoid receptoron végzett DNS-metilációs szintek hasonlóak voltak, az MSUS egerek utódaiban az acetilezés és a közeli hisztonok bizonyos típusú metilációi csökkentek.
Amikor a kutatók egereket injektáltak az acetilezést és a metilációt blokkoló enzimekkel, az ásványokortikoid receptor expresszióját elnyomta. Hasonlóképpen, amikor egereket injektáltak ezeknek az enzimeknek, vagy blokkolták az ásványokortikoid receptorokat, az egerek hasonló viselkedési változásokat mutattak az MSUS egerekben megfigyelteknek. A csapat „igazán szép munkát végzett a farmakológiai gátlók használatával, hogy megismételje azt a megállapítást, amit a stresszor segítségével láttak” - mondta Walker.
Nem világos, hogy pontosan hogyan viselkedik a stresszes férfi egerek viselkedésük a kölykökre. A kutatók megállapították, hogy a stresszes apák spermája megemelkedett DNS-metilációt mutatott az mineralokortikoid receptor promóterén.
De Sarah KimminsA Montrealban a McGill Egyetemen végzett epigenetikát tanulmányozó reproduktív biológus nem találta értelmesnek a DNS-metilációs eredményeket. - A metilálódás a vizsgálati hibádon belül van - mondta. Ezen túlmenően azt mondta, hogy a metilezési szintek olyan alacsonyak voltak, hogy valószínűleg nincs jelentős biológiai hatása.
Mansuy azt mondja, hogy számos más epigenetikai változás is hozzájárulhat a tulajdonság továbbításához. Például a laboratóriumából végzett korábbi munka azt jelezte, hogy a spermiumok nem-kódoló RNS-bőségének változása továbbítja a trauma hatásait generációk között.
Még mindig ismeretlen, hogy a sperma epigenetikai módosításai hogyan kerülnek a tömeges epigenetikus újraprogramozásba, amely a tojás megtermékenyítése után következik be. A szülői stressz általános jelensége, amely hatással van a következő generációra, valóságos, mondta Kimmins. - A kérdés az, hogy mi történik?
Mansuy azt mondta, hogy a laboratóriumja továbbra is azon dolgozik, hogy megértse, hogyan továbbítják az MSUS hatásait a jövő generációinak. A jelenlegi tanulmány szerint a kutatóknak figyelmet kell fordítaniuk az elhanyagolási enyhe ezüstbélésre. „Meglepő volt látni, hogy a viselkedési rugalmasságot különböző feladatoknál figyelték meg, hogy mind a férfiaknál, mind a nőknél megfigyelhető volt, és hogy generációkon át továbbították” - mondta Mansuy.
K. Gapp és munkatársai: „A korai élet stressz az apákban javítja az utódaik viselkedési rugalmasságát”. Nature Communications, doi: 10.1038 / ncomms6466, 2014.
;