在精神病学家和神经科学家埃里克·内斯特勒(Eric Nestler)的实验室里,抑郁症在老鼠身上表现出来的方式令人难以忘怀。当把它们和一只陌生老鼠关在一起时,它们会坐在角落里,表现出一点兴趣。当给他们一杯含糖饮料时,他们似乎几乎没有注意到。当把它们放到水里时,它们并不游泳——它们只是躺在那里,漂来漂去。
这些小鼠暴露在“社会失败压力”下,这意味着年龄较大的小鼠一再宣称自己对它们的统治地位。这是一种旨在诱导小鼠抑郁的方案,但在内斯特勒的实验室中,它对一些小鼠的影响更大:那些有早期创伤史的小鼠。
在纽约西奈山伊坎医学院工作的内斯特勒说:“从这些小鼠和大鼠模型中可以清楚地看到,一些早年受到压力的小鼠在晚年确实更容易受到压力的影响。”
这似乎也适用于人类。原因尚不清楚,但越来越多的证据表明,部分答案在于表观遗传学——在不改变遗传密码的情况下改变我们基因功能的过程。许多研究人员现在认为,童年创伤在生物学上嵌入了我们的身体,改变了我们基因的工作方式,并使我们的心理健康处于危险之中。
如果这种想法成立,就为激进的新疗法打开了大门。就像基因编辑有望为从心脏病到癌症的所有疾病提供新的治疗方法一样,有人认为修补表观基因组可以帮助我们逆转创伤造成的伤害——本质上是给我们一种从物理上编辑过去伤疤的方法。
尽管有时艰难的童年会让人更有适应力,但内斯特说:“早期生活创伤是一系列精神疾病的最大风险因素,尤其是抑郁和焦虑。”断言这一点的最大研究之一是2010年的一篇论文,其中包括来自21个国家的5万多名成年人的数据。
研究发现,几乎所有的童年创伤——从父母去世到家庭滥用药物——都与成年后的精神疾病显著相关。值得注意的是,分析表明,如果我们以某种方式摆脱所有童年逆境,我们将看到心理健康诊断减少近三分之一。
但要了解这种联系的生物成分,我们需要对照动物实验。正是在这些研究中,研究人员发现了早年生活中的逆境是如何导致表观遗传修饰的。
这种修饰最容易被认为是直接在我们DNA上或周19岁RAPPER潮水欢迎你仙踪林围的“标签”。它们以不同的方式调节特定基因的读取难易程度,以及基因编码的蛋白质是否产生,这一过程被称为基因表达。哈佛大学的社会和精神病学流行病学家艾琳·邓恩说:“人们有时用音乐来比喻。”“一个作曲家……可能会添加某些注释,以表达某些东西。”
在实验中,研究人员可以扮演作曲家,并通过让动物在生命早期受到压力来改变基因表达。例如,在一项研究中,内斯特勒和他的同事们每天将幼鼠与它们的母亲分离数小时,结果发现,大脑中与抑郁有关的区域有数百个基因的表达发生了改变。在接受社交失败压力测试时,正是这样的老鼠以更高的比例患上抑郁症。
问题是没有办法在人类身上复制这一过程。让儿童遭受创伤是不道德的,研究人员需要移除脑组织来分析那里发生了什么表观遗传变化。但是,慕尼黑马克斯·普朗克精神病学研究所的神经科学家伊丽莎白·宾德(Elisabeth Binder)说:“从死后的大脑数据来看,我们可能会在(人类)身上看到类似的情况。”
她指的是一项对自杀者大脑进行检查的研究。研究人员发现,在经历过童年虐待的人和没有经历过童年虐待的人之间,压力相关基因存在表观遗传差异。宾德说,这是很好的证据,但为了找出人们受虐待的历史,作者不得不询问失去亲人的亲属,这可能并不总是可靠的。
相反,研究人员希望对活人进行测试。这意味着要在大脑之外寻找表观遗传标记,比如唾液或血液。虽然还不清楚它们在多大程度上反映了大脑的变化,但这是科学家们所拥有的最好的研究成果,它确实讲述了一个令人信服的故事——不仅是表观遗传伤疤,还有极端的进化生存策略。
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研究人类表观遗传变化的一种越来越流行的方法是通过他们的表观遗传时钟。随着年龄的增长,我们会获得某些与年龄密切相关的标签,因此科学家可以通过观察我们有多少标签来量化我们的“生物年龄”。通过这种方式,他们可以确定我们的生理衰老速度是快还是慢。
最近,宾德首次将表观遗传时钟用于三到五岁有虐待史的儿童。她发现了一个明确的模式:表现出抑郁和焦虑迹象的受虐待儿童,在生理上比他们的同龄人大了近三个月——就他们的年龄而言,这是很大的差距。他们受到的虐待越严重,他们的年龄就越大。
在这些研究的支持下,人们很容易认为加速衰老只会造成损害。但现实可能更复杂,加州大学洛杉矶分校的心理学家詹妮弗·萨姆纳(Jennifer Sumner)说。
她区分了两种创伤:威胁和剥夺。她说:“受到威胁的经历——也就是潜在的暴力和身体伤害——这些经历似乎与这些加速生物衰老的指标特别相关。”根据她的研究,这也与青春期提前相吻合。但在缺乏的情况下,例如忽视,青少年进入青春期的时间较晚,他们的生理年龄不受影响。
从一个相当严峻的进化视角来看,这是有道理的。在一个充满威胁的环境中,快速成长意味着你可以更快地繁衍后免费看桶30分钟教程下载软件代,以防你的生命短暂。但在资源有限的贫瘠环境中,萨姆纳说:“在那个时候尝试发育和繁殖可能没有那么有益。”
因此,一些创伤引起的变化可能是一种进化策略的一部分,这种策略把生殖时间放在幸福之前。她说:“加速衰老实际上可以提高生殖健康,但从长远来看,这可能意味着对身心健康产生更多不利后果。”
对于想要生存而不仅仅是繁殖的人来说,这似乎是一个艰难的交易,并提出了一个问题:如果表观遗传变化可以直接出现,我们能不能逆转它们?
简短的回答是,嗯,有可能。科学家可以使用一种创新的基因编辑工具Crispr-Cas9来编辑表观基因组,其中Cas9酶是失活的,因此它不能剪切DNA。伊利诺伊大学芝加哥分校的神经科学家Subhash Pandey说:“这并不像切割基因然后插入什么东西。”相反,它只是在基因组中找到正确的点,然后可以删除或添加一个标签。
在去年的一项研究中,潘迪使用这种名为Crispr-dCas9的表观遗传版本,在老鼠身上消除了青少年酗酒引起的表观遗传变化。他之前的研究将杏仁核(大脑的恐惧中心)的这种特殊变化与成年人焦虑和酒精使用的增加联系起来。
在青春期被注射酒精的老鼠明显比滴酒不沾的老鼠更焦虑。但当潘迪逆转了酒精引起的变化后,他们的焦虑水平MD传媒免费网站入口IOS区下降到正常水平。反之亦然;当潘迪把这种变化引入青春期不喝酒的老鼠身上时,它们反过来变得焦虑起来。
在表观基因编辑应用于人类之前,还有很长的路要走,但Pandey认为“表观基因编辑在未来的治疗中具有很高的潜力”。他说,任何新疗法都必须解决长期疗效和安全性等问题。
然而,当谈到抑郁症和焦虑症时,内斯特勒就比较犹豫了,因为这两种疾病是由许多不同的基因决定的。他说:“导致一个人抑郁的原因可能与导致另一个人抑郁的原因非常不同。”这可能会让找到正确的标签来反转变得棘手。
潘迪的大鼠还通过外科手术安装了试管,以便Crispr(“聚集规律间隔短回文重复序列”的简称)系统到达它们的杏仁核。对于大多数疾病,内斯特勒说:“我们将需要一些对人们来说容易得多的东西。”除了Crispr,一种选择可能是一种去除标签的表观遗传药物。美国食品和药物管理局已经批准了一些治疗某些癌症的药物。尽管对副作用的担忧仍然存在,但潘迪说:“我们对它们治疗抑郁症的潜力也非常感兴趣。”
其他人认为药物和基因编辑不应该掩盖表观遗传学最显著的特点:它对环境的反应性。“这些标记是对我们生活经历的动态反应,”邓恩说,他的目标是预防抑郁症,而不仅仅是治疗抑郁症。“有些事情可以(改变)人们的健康风险。”
换句话说,我们应该尝试在儿童被诊断为成年人之前修复他们的创伤——不是通过心理健康Crispr,而是通过社会支持和治疗。她说,相反,表观遗传学可以作为一种生物标记来标记处于特定风险的儿童。
可以说,我们不需要表观遗传学来告诉我们有创伤史的孩子需要帮助。然而邓恩说:“就逆境而言,你和我可能有完全相同的经历,但从生物学角度来说,它对我们的影响不同。”在公共预算有限的情况下,将真正受到创伤的人和恢复能力强的人分开可能是有价值的。
她说得对,并不是每个经历过创伤的人都会受到同样的影响;甚至在雀巢的老鼠身上也有。最容易抑郁的人在童年后期经历了创伤,而那些早期受过创伤的人——可能有更多的时间来恢复——表现出更强的适应力。
但如果我们接受表观遗传药物和编辑,可能也会有捷径。雀巢最近发现了一种调节弹性的基因网络,它可以在表观遗传上得到增强,并可能为成人提供新的药物靶点。他说:“几十年来,该领域的大部分努力都是为了消除压力的不良影响。”“人们也可以尝试建立自然弹性机制。”
显然,将不会缺少可供摆弄的标签。问题是我们是否愿意为之贡献自己的智慧。