Травма, полученная в детстве, может оставить неизгладимый «шрам» внутри клеток головного мозга

Бишкек, 13 августа, КирТАГ — Исследование на мышах показало, что изменения в упаковке ДНК могут создавать молекулярную память о травме, что делает мозг более уязвимым к стрессу в будущем, пишет scitechdaily.

Сильный стресс в детстве может оставлять последствия, проявляющиеся спустя годы, повышая уязвимость к тревожности, депрессии и другим расстройствам настроения при возникновении новых трудностей во взрослой жизни. Исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе и Принстонского университета выявили биологический процесс, который может помочь объяснить, как ранняя травма оставляет такой неизгладимый след в мозге.

Предыдущие исследования показали, что стресс в раннем детстве изменяет активность генов в мозге. Новая работа, проведенная на мышах, связывает эти изменения со способом упаковки ДНК внутри клеток мозга. Измененная упаковка облегчает активацию генов, участвующих в стрессовой реакции, потенциально снижая устойчивость мозга к стрессу в будущем.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Neuron .

«Мы обнаружили новый биологический процесс, связывающий пережитые в раннем детстве неблагоприятные события с долгосрочной предрасположенностью к психическим заболеваниям», — сказала Меган Крид, доктор философии, доцент кафедры анестезиологии в WashU Medicine и один из авторов исследования. «Это открытие выявляет физический шрам, оставленный травмой, полученной в процессе развития клеток головного мозга, предоставляя ученым конкретную биологическую мишень для разработки новых методов лечения и вмешательств».

Ранний стресс изменяет реакцию ДНК.

Более половины детей во всем мире переживают стресс в раннем детстве, связанный с жестоким обращением, дисфункцией в семье, такой как насилие или употребление наркотиков, или другими травмирующими событиями. Переживание четырех и более подобных неблагоприятных событий связано со значительно более высоким риском долгосрочных проблем со здоровьем, как физическим, так и психическим, во взрослом возрасте.

Чтобы исследовать, как стресс в период развития может физически изменять мозг и повышать последующую чувствительность к стрессу, исследователи сосредоточились на вентральной тегментальной области. Эта область мозга содержит нейроны, вырабатывающие дофамин — химический мессенджер, участвующий в обработке важных внешних факторов, включая вознаграждения и неблагоприятные ситуации. Когда стресс вызывает аномальную активность этих нейронов, обработка вознаграждения может нарушаться, что связано с предрасположенностью к тревоге и депрессии.

Внутри этих нейронов, вырабатывающих дофамин, исследователи изучили эпигеном — совокупность молекулярных меток, которая помогает контролировать, включаются или выключаются гены, и, следовательно, влияет на поведение клеток.

Кэтрин Дженсен Пенья, доктор философии, доцент Принстонского института нейронаук и старший и соавтор исследования, сравнила ДНК внутри клеток со свернутой пружиной. ДНК обвивается вокруг белков, называемых гистонами, которые определяют, насколько плотно упакован генетический материал. Когда она плотно сжата, гены становятся менее доступными и остаются неактивными. Когда структура разрыхляется и раскрывается, эти гены становятся легче активируемыми для клетки.

SETD7 обеспечивал доступность генов стресса.

У молодых мышей, подвергшихся стрессу, уровень фермента SETD7 в дофаминовых нейронах был выше, чем у мышей, выращенных в обычных условиях. SETD7 помогает добавить химическую метку H3K4me1 к структуре ДНК. Пенья объяснил, что эта метка способствует более открытой конфигурации, делая клетку более восприимчивой к сигналам из окружающей среды.

Затем исследователи искусственно повысили уровень SETD7 у молодых мышей, которые не подвергались стрессу в раннем возрасте. Даже без этого неблагоприятного воздействия у животных развилась более открытая структура ДНК в нейронах, вырабатывающих дофамин, что облегчило активацию генов, реагирующих на стресс. Во взрослом возрасте эти мыши хуже переносили стресс, демонстрировали более реактивные дофаминовые нейроны и проявляли более тревожное поведение, чем мыши, у которых уровень SETD7 оставался нормальным на протяжении всей жизни.

Противоположный эксперимент дал совершенно иной результат. Когда исследователи предотвратили добавление избыточного количества H3K4me1 белком SETD7 после стресса в раннем возрасте, ДНК оставалась более плотно упакованной, и мыши не становились гиперчувствительными к последующему стрессу. Несмотря на стресс, перенесенный как в раннем возрасте, так и во взрослом, мыши со сниженной активностью SETD7 оставались такими же социальными и исследовательскими, как и животные, не подвергавшиеся стрессу, в то время как их дофаминовые нейроны сохраняли нормальную активность.

«В настоящее время нет методов лечения последствий стресса в раннем детстве для мозга, отчасти потому, что у нас не было четкого представления о том, на какие молекулярные механизмы следует воздействовать», — сказала Пенья. «Эта работа интересна тем, что она раскрывает четкий механизм, а также помогает объяснить, почему воздействие стресса является как скрытым, так и широкомасштабным. Кроме того, если мы сможем оказать поддерживающую помощь, терапию или предоставить социальные ресурсы, чтобы защитить детей в эти чувствительные периоды развития, мы, возможно, сможем защитить эпигеном — предотвратить блокировку генетической «пружины» в открытом положении и, возможно, дать развивающемуся мозгу шанс развить естественную устойчивость».

Источник фото: Из открытых источников