对啮齿类动物和非人类物种的研究表明,母亲养育通过对糖皮质激素受体的表达进行表观遗传调控,从而影响后代下丘脑-垂体-肾上腺轴(hypothalamic-pituitary-adrenal,HPA)功能,即母体会导致后代行为和HPA轴应激反应的个体差异。动物试验证明母亲养育会通过糖皮质激素受体表达的重新编程来影响HPA轴功能的。在动物试验中选择性敲除大鼠糖皮质激素受体基因可以提高HPA轴的应激反应。相反,糖皮质激素受体基因的过度表达会降低HPA轴的应激反应。
在人类中,儿童期虐待改变HPA轴的应激反应,并增加自杀的风险。加拿大蒙特利尔市Douglas Mental Health University Institute的McGowan和他的同事在《Nature Neuroscience》杂志上发表了一篇关于糖皮质激素受体表观遗传和儿童虐待两者关系的文章。
研究人员筛选有儿童期虐待病史自杀者12人、无儿童期虐待病史自杀者12人和对照者12人,分别从尸检中获取海马组织,比较海马区神经元特异性糖皮质激素受体(neuron-specific glucocorticoid receptor,NR3C1)启动子的表观遗传差异。神经元特异性糖皮质激素受体基因位于5号染色体,长度超过8万个碱基对。通过qRT-PCR的方法扩增糖皮质激素受体基因,研究人员同无儿童期虐待病史自杀者和对照者相比较,有儿童期虐待病史自杀者的糖皮质激素受体mRNA水平降低,携带糖皮质激素受体1F剪接变异体的mRNA转录物水平降低。有儿童期虐待病史自杀者中糖皮质激素受体mRNA水平降低和携带糖皮质激素受体1F剪接变异体的mRNA转录物水平降低与NR3C1的一个启动子的DNA甲基化有关。甲基化NR3C1启动子结构片段可模仿甲基化状态,从有儿童期虐待病史自杀者的样本中发现该片段中NGFI-A转录因子的结合以及NGFI-A诱导的基因转录降低。
这项研究表明糖皮质激素受体的变化是和家庭环境的发展密切相关的,儿童期受虐降低了糖皮质激素受体的表达,增加了HPA轴的应激反应,增加了自杀风险。联系到此前大鼠实验中的结果,这项研究提示亲代养育对于海马糖皮质激素受体表达的表观遗传调控具有普遍影响。(编译:马驰)
参考文献:《Nature Neuroscience》2009;12:342-348