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Nature封面：解密壓力對(duì)大腦造成的影響
點(diǎn)擊次數(shù)：1597 發(fā)布時(shí)間：2012-11-5
人們感到壓力大可能有多種不同的表現(xiàn)，不過(guò)這些表現(xiàn)都具有共同的實(shí)質(zhì)，例如產(chǎn)生恐懼反應(yīng)并產(chǎn)生大量激素等。這些生理反應(yīng)在短期來(lái)看可能是有益的，但如果反應(yīng)過(guò)度或者時(shí)間過(guò)長(zhǎng)就會(huì)損傷大腦，引發(fā)抑郁癥、創(chuàng)傷后遺癥等疾病。這些都是幾十年前的舊聞了，現(xiàn)在研究者們正在逐步解密壓力給大腦造成的具體影響。本期Nature雜志封面重點(diǎn)推薦了這一單元，對(duì)這一領(lǐng)域的研究進(jìn)展進(jìn)行了回顧和展望。
表觀遺傳學(xué)：壓力的分子印跡
現(xiàn)代生活壓力越來(lái)越大，充滿壓力的生活對(duì)大腦究竟有什么影響呢?一些科學(xué)家從城市和鄉(xiāng)村居民處理壓力情境的差異著手尋求答案。也有科學(xué)家在尋找著壓力留下的分子傷痕。神經(jīng)科學(xué)家Eric Nestler在Nature上發(fā)表文章提出，壓力會(huì)通過(guò)表觀遺傳學(xué)機(jī)制影響大腦。
有研究顯示表觀遺傳學(xué)機(jī)制會(huì)形成短期（幾小時(shí)）和長(zhǎng)期（幾個(gè)月、幾年或終身）的壓力應(yīng)答。還有研究還指出，這樣的表觀遺傳學(xué)改變可能影響下一代。Eric Nestler的研究團(tuán)隊(duì)將小鼠反復(fù)至于壓力環(huán)境下，讓它們面臨更好斗的小鼠。一段時(shí)間之后，這些小鼠變得孤僻缺乏探索性、對(duì)以往喜好的事物喪失興趣、并開(kāi)始變得肥胖。這些癥狀可能持續(xù)數(shù)月，并可用標(biāo)準(zhǔn)的抗抑郁藥物治療。
研究人員挑選了壓力后恢復(fù)能力強(qiáng)的小鼠和易感小鼠，比較了它們之間的基因表達(dá)和DNA結(jié)構(gòu)差異，將行為差異與大腦重要區(qū)域的分子改變起來(lái)。這種改變包括DNA甲基化和多種轉(zhuǎn)錄因子的差異，可能持續(xù)幾天甚至幾周。研究人員還發(fā)現(xiàn)，阻斷或誘導(dǎo)小鼠特定基因的表觀遺傳學(xué)改變，可以使易感小鼠恢復(fù)，當(dāng)然也可以使它們更加脆弱。
還有研究顯示，線蟲(chóng)精子或卵子的表觀遺傳學(xué)異常會(huì)遺傳給下一代。Eric Nestler認(rèn)為有必要在動(dòng)物中進(jìn)行類(lèi)似實(shí)驗(yàn)，來(lái)驗(yàn)證這種壓力相關(guān)的表觀遺傳學(xué)改變是否能夠遺傳。此外，引入能靶標(biāo)特定基因表觀遺傳學(xué)修飾的高特異性工具，來(lái)進(jìn)行體內(nèi)實(shí)驗(yàn)也非常必要。
逆境與端粒
生物學(xué)家Elizabeth Blackburn和Elissa Epel也在本期Nature雜志上提出，壓力會(huì)通過(guò)縮短端粒來(lái)引發(fā)慢性疾病。端粒是保護(hù)染色體末端的帽子結(jié)構(gòu)。她們于2004年對(duì)慢性病兒童的母親與健康兒童母親體內(nèi)白細(xì)胞中的端粒長(zhǎng)度進(jìn)行了比較，將慢性精神壓力與端粒維持缺陷起來(lái)。研究發(fā)現(xiàn)，母親與患病兒童相處的時(shí)間越長(zhǎng)，所受的精神壓力越大，端粒就越短。此后陸續(xù)有越來(lái)越多的大型調(diào)查也支持了端粒長(zhǎng)度與壓力之間的關(guān)系，甚至在嬰幼兒期，壓力就開(kāi)始侵蝕端粒。
在壓力下，機(jī)體會(huì)產(chǎn)生特定激素和其他生化因子。這些物質(zhì)能夠幫助機(jī)體應(yīng)對(duì)短期壓力，但這些物質(zhì)長(zhǎng)期過(guò)量就會(huì)影響基因表達(dá)，產(chǎn)生危害。在體外實(shí)驗(yàn)中，研究人員發(fā)現(xiàn)這些因子會(huì)使端?？s短。
Elizabeth Blackburn和Elissa Epel認(rèn)為，在壓力與端粒縮短、壓力與疾病、端?？s短與疾病這三組相互交織的關(guān)系網(wǎng)中，很可能就存在一條路徑，壓力通過(guò)使端?？s短來(lái)引發(fā)某種疾病。解析短端粒、壓力和疾病之間的關(guān)系，分析其中的細(xì)胞和生理學(xué)通路將有助于治療相關(guān)疾病，而健康的生活方式和社會(huì)環(huán)境也同樣重要。有研究顯示，三個(gè)月的減壓干預(yù)就可以增強(qiáng)端粒酶活性，減緩甚至逆轉(zhuǎn)端粒的損耗。
作者呼吁，端粒已經(jīng)從染色體頂端向我們發(fā)出警告，社交和精神壓力（尤其是在幼兒時(shí)期）與吸煙和垃圾食品一樣威脅著我們的健康，需要受到足夠的重視。
原文摘要：
Stress and the brain: Under pressure
A battlefield; an abusive parent; the ongoing struggle to make ends meet; a pile-up of unanswered s — stress can take many forms. But stressful situations have something in common: they trigger reactions such as fear and a surge of hormones. These responses can be beneficial in the short term but, if severe or prolonged, can damage the mind, triggering conditions ranging from depression to post-traumatic stress disorder. That much has been known for decades; now researchers are getting to grips with how stress can alter the biology of the brain, and tip a mind into illness. Here, Nature takes a look at what they have learned, and at the gaps that remain.
Epigenetics: Stress makes its molecular mark
Some people exposed to severe stress, such as that caused by prolonged economic hardship or sexual or physical abuse, go on to develop devastating psychological or other health problems. Others are more resilient. If one identical twin shows symptoms of stress-related depression, for instance, the other will also be depressed in only around 40% of cases. I believe that epigenetic mechanisms help to explain why1, 2. These are experience-dependent molecular alterations to DNA or to proteins that alter how genes behave without changing the information they contain.
omeres and adversity: Too toxic to ignore
In the 2006 film The Holiday, the actress Cameron Diaz, playing a woman whose life is spinning out of control, exclaims: “Severe stress ... causes the DNA in our cells to shrink until they can no longer replicate. So when we're stressed we look haggard.”