Перевернутий стрес на ранній стадії життя?
Миші, виховані в стресових умовах, більш пристосовані як дорослі - і можуть передавати цю ознаку своїм вихованцям.
Автор Кейт Янделл | Листопад 18, 2014
Ряд досліджень свідчать про те, що стрес, пережитий у дуже молодих тварин або людей, може мати негативний вплив на психічне та когнітивне здоров'я, який згодом може бути переданий нащадкам шляхом епігенетичної модифікації. Але стрес на ранньому етапі життя у мишей може також мати позитивні наслідки, які можна передати малюкам, згідно з дослідженням, опублікованим сьогодні (листопад 18) у Природа зв'язку. Цуценята мишей, що піддаються стресу, були поведінково гнучкими, про що свідчить їх здатність виконувати завдання, які вимагають очікування або коригування їх поведінки з часом. І ці щенята змінили свої модифікації в гіпокампі на гістони, пов'язані з геном мінералокортикоїдного рецептора, який бере участь у реакції на стрес.
"Люди багато разів демонстрували, що негативні наслідки стресу можуть передаватися наступному поколінню", - сказав він Діна Уокер, доктор неврологічних наук у Медичній школі Маунт-Сінай у Нью-Йорку, який не брав участі в дослідженнях. "Це цікаво . . . що зараз ми також бачимо деякі з тих сприятливих наслідків стресу, який також пройшов. "
"Ефект від травми може бути загалом негативним, але [він] може також надавати деякі позитивні сторони", - сказав співавтор дослідження. Ізабель Мансуй, професор нейроепігенетики університету Цюріха та Швейцарського федерального технологічного інституту.
Мансуй та її колеги протягом двох тижнів піддавали новонароджених мишей непередбачуваному розлученню матері у поєднанні з непередбачуваним материнським стресом (MSUS). МСУС спричиняє забирання матерів щенят з непередбачуваними інтервалами та піддавання їх матерям стресових ситуацій, таких як розміщення у тісних трубочках або у чашках холодної води. Команда «намагалася повторити невдалі умови під час раннього життя, пов’язані з нехтуванням, непередбачуваністю та ненадійною турботою», - сказав Мансуй.
Потім дослідники поставили мишам виконання завдань, які вимагали від них дотримуватися швидко мінливих правил, щоб отримати воду та їжу. Наприклад, за одне завдання миші отримали винагороду, якщо після затримки, за сигналом світла, вони в потрібний час засунули ніс у яму. Коли затримка була короткою, миші з контролем та MSUS виконували аналогічно, але з більшою затримкою, миші, які були піддані стресу на початку життя, перевершували контроль. Коли дослідники розводили самців МСУС з самками дикого типу, отримане потомство аналогічно відзначилося при тесті на носовий тріск.
Також дослідники проводили деякі тести лише з самицями щенят та без батьків, оскільки для цих завдань потрібні були розміщення мишей у групових клітках, які можуть порушити ієрархії чоловіків. В одному тесті миші спочатку отримали напій, якщо вони чергувались між двома куточками клітки навпроти одного. Пізніше тварини отримали нагороду лише в тому випадку, якщо вони перемістилися по діагоналі між двома іншими куточками клітки. Дочки мишей MSUS успішно виконували завдання частіше, ніж це робили контрольні тварини.
"Я думаю, що [MSUS] забезпечує перевагу в складних умовах", - сказав Мансуй. "Тому що [миші] були поставлені в таких травматичних умовах. . . вони розробляють стратегії, щоб бути кращими, коли їх життя якось загрожує ».
Далі дослідники вирішили визначити, як миші набували та передавали ці поведінкові риси. Вони вирішили вивчити експресію мінералокортикоїдного рецептора, який відіграє роль у реакції на стрес, тривогу та поведінку, спрямовану на цілі. Вони виявили, що це було недостатньо вираженим у гіпокампі мишей MSUS та їх щенят. У той час як рівні метилювання ДНК між контрольними та напруженими мишами на мінералокортикоїдному рецепторі були подібними, ацетилювання та деякі типи метилювання довколишніх гістонів знижувались у потомства мишей MSUS.
Коли дослідники вводили мишам ферменти, що блокують ацетилювання та метилювання, експресія мінералокортикоїдного рецептора була придушена. Так само, коли вони вводили мишам ці ферменти або блокували мінералокортикоїдний рецептор, миші демонстрували подібні зміни поведінки, ніж ті, що спостерігалися у мишей MSUS. Команда "зробила дійсно гарну роботу, використовуючи фармакологічні інгібітори, щоб якось повторити висновки, які вони бачили зі стресором", - сказав Уокер.
Залишається незрозумілим, як саме миші, що піддаються стресу, передають свою поведінку щенятам. Дослідники виявили, що у сперми батьків, що зазнали стресу, підвищене метилювання ДНК на промоторі для мінералокортикоїдного рецептора.
але Сара Кіммінс, репродуктивний біолог, який вивчає епігенетику в Університеті Макгілла в Монреалі, не визнав висновки метилювання ДНК важливими. "Ваше метилювання - це помилка вашого аналізу", - сказала вона. Більше того, вона сказала, що рівні метилювання були настільки низькими, що навряд чи вони мали б істотний біологічний ефект.
Мансуй каже, що ряд інших епігенетичних змін також може сприяти передачі ознаки. Наприклад, попередня робота з її лабораторії показала, що зміни в некодованому ряді РНК у спермі можуть бути передають наслідки травми через покоління.
Як епігенетичні модифікації сперми уникають масової епігенетичної перепрограмування, яка настає після запліднення яйцеклітини, досі невідомо. Загальне явище батьківського стресу, що впливає на наступне покоління, є реальним, зазначив Кіммінс. "Питання: як це відбувається?"
Mansuy сказала, що її лабораторія продовжує працювати над розумінням того, як наслідки MSUS передаються майбутнім поколінням. Наразі в цьому дослідженні наголошується, що дослідникам слід звернути увагу на незначну срібну підкладку, що нехтує. "Було дивно бачити, що гнучкість поведінки спостерігається в різних завданнях, що спостерігається як у чоловіків, так і у жінок, і що вона передається через покоління", - сказав Мансуй.
К. Гапп та ін., "Ранній життєвий стрес у батьків покращує гнучкість поведінки у їхніх потомствах" Nature Communications, doi: 10.1038 / ncomms6466, 2014.
;