Nat Neurosci：DNA甲基化或可预测大脑对压力的反应

来自德克萨斯大学健康科学中心、杜克大学、哥伦比亚大学等机构的科学家们，在对青少年抑郁症的研究中发现一种基因的细微改变可以预测大脑对压力的反应。压力可引起诸如抑郁症、创伤后应激障碍和肥胖等健康问题。这项研究发表在8月2日的《自然神经科学》（Nature Neuroscience）杂志上。

科学家们一直认为，有罹患压力相关疾病的倾向是一种遗传性状，或是面对创伤性事件的结果。在这篇文章中，研究人员还探究了另一个因素——一些基因有可能随着时间的推移发生改变，使得一些具有遗传组成的个体相比其他人对压力更为敏感。

在这些研究中研究人员检测了血清素转运蛋白（serotonin transporter）基因，血清素转运蛋白调控了脑细胞间发生的血清素信号量，常常被作为抗抑郁药物的靶点。他们证实一种影响大脑的机制，有可能也在个体对压力的反应中起作用，相比于DNA序列其或许是压力更强有力的预测指标。

研究人员利用了功能性磁共振成像（fMRI）、唾液测试、血液测试，以及检测死者的脑组织来证明了他们的观点。

检测DNA甲基化

附着在血清素转运蛋白基因DNA上的化学标记——甲基帮助调控了这一基因在何时、何地表达以及表达的量。DNA甲基化是一种基因修饰形式，科学家们试图通过研究它来理解相同的遗传密码会在机体内产生广泛的细胞反应的机制，以及个体对于压力的差异。

研究的领导者、德克萨斯大学健康科学中心Douglas E. Williamson博士说：“研究已证实，这一基因的DNA序列发生改变可以预测杏仁核激活，与抑郁症相关。因此，我们非常感兴趣地想确定DNA甲基化是否在调控大脑对压力的反应中发挥了作用，最终使得个体易于罹患抑郁症一类的压力相关疾病。”杏仁核是大脑颞叶中的一个区域，其帮助形成了对威胁和压力的行为和生物学反应。

脑成像和唾液测试

最初，该研究小组对杜克大学Ahmad Hariri博士领导的一项研究中的80名参与者进行了大脑成像。在参与者看到愤怒或恐惧的面孔时，研究人员记录了他们杏仁核中的反应。与哥伦比亚大学的Karestan Koenen博士合作，该研究小组还检测了参与者唾液中血清素转运蛋白基因DNA甲基化的量。

Williamson博士说，让研究人员感到吃惊的是，即便是微小的甲基化改变也对应着杏仁核的活性，相比于DNA序列变异其似乎是抑郁症风险更好的预测指标。

用脑成像和血液测试复现这些结果

为了扩展及复现这些初步的研究结果，该研究小组对参与Williamson博士领导的另一项青少年酒精后果研究（TAOS）研究中、96名年龄在12-15岁的青少年进行了脑成像和DNA检测。研究人员再度检测了杏仁核对于愤怒或恐惧面孔的反应，以及参与者血液中血清素转运蛋白基因的甲基化。分析结果表明甲基化与杏仁核反应呈强关联。

在脑组织中验证改变

为了确定他们的研究发现是否直接发生于杏仁核中，随后该研究小组与匹兹堡大学的Etienne Sibille博士合作，分析了去世人群大脑中的DNA甲基化模式和基因表达。让研究小组惊喜地是，他们得到了相同的结果。“fMRI成像上的甲基化位点与杏仁核中血清素转运蛋白低水平表达完全相符。甲基化抑制了基因的表达，”他说。

随着时间推移压力有可能改变基因，提高抑郁症的风险

“唾液、血液和大脑中相同的甲基化模式表明了，至少就血清素转运蛋白而言这些模式可以跨代遗传。不过也有可能随着时间推移压力影响了全身的甲基化变化，”Williamson博士说。

“当前研究的结果以及我们正在开展的研究，将促成我们领域在检测抑郁症和创伤后应激障碍等精神疾病遗传贡献的范式改变。我们超越了单一的遗传性基因序列变异，来检测个体一生中发生的改变以及其转而传递给我们的孩子的机制。”

在未来降低抑郁症和PTSD的风险

“我们的研究有助于鉴别出一些与抑郁症发病相关的特异机制，抑郁症与70%的PTSD人群相关。最终，我们希望在未来我们的研究发现将能够降低形成抑郁症和其他压力相关疾病的风险。”

原始出处：

Nikolova YS1, Koenen KC2, Galea S2, Wang CM3, Seney ML4, Sibille E4, Williamson DE5, Hariri AR1.Beyond genotype: serotonin transporter epigenetic modification predicts human brain function.Nat Neurosci. 2014 Aug 3. doi: 10.1038/nn.3778. [Epub ahead of print]