Стресс, пережитый в детстве, повышает уязвимость к тревожным расстройствам и депрессии во взрослом возрасте. Ученые из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе и Принстонского университета определили биологический механизм, который объясняет этот долгосрочный эффект. Результаты исследования опубликованы в журнале Neuron.
Исследователи выяснили, что травматический опыт в раннем возрасте меняет способ упаковки ДНК в клетках мозга. Из-за этого гены, связанные со стрессом, активируются легче, и мозг становится более реактивным и хуже переносит будущие нагрузки. По словам авторов, это открытие указывает на своего рода «молекулярный шрам», который остается в нейронах и может стать мишенью для новых методов лечения.
В центре внимания ученых оказалась вентральная область покрышки – участок среднего мозга, где нейроны вырабатывают дофамин. Этот нейромедиатор участвует в обработке значимого опыта, как положительного, так и отрицательного. Когда стресс делает эти нейроны гиперактивными, система вознаграждения нарушается, что и повышает риск развития депрессии. Исследователи изучили эпигеном дофаминовых нейронов – молекулярные метки, которые контролируют активность генов.
В экспериментах на мышах, подвергшихся стрессу в раннем возрасте, ученые зафиксировали в дофаминовых нейронах повышенные уровни фермента SETD7. Этот фермент добавляет к белкам, вокруг которых «намотана» ДНК, химическую метку H3K4me1. Метка ослабляет упаковку генетического материала, делая гены более доступными для активации. В результате клетка острее реагирует на внешние стимулы.
Чтобы проверить роль фермента, исследователи искусственно повысили его уровень у здоровых молодых мышей. Повзрослев, эти животные стали хуже переносить стресс и демонстрировали более тревожное поведение. Их дофаминовые нейроны оказались более реактивными, чем у контрольной группы. В другом эксперименте ученые, наоборот, заблокировали работу SETD7 у мышей, переживших стресс. Это защитило животных – в зрелом возрасте они вели себя так же, как и мыши, которые не сталкивались с трудностями.
Таким образом, фермент SETD7 и вызываемые им изменения в структуре ДНК создают долгосрочную молекулярную память о ранних травмах. Понимание этого механизма открывает путь к разработке препаратов для лечения последствий детского стресса. Авторы работы также предполагают, что своевременная психотерапия и социальная поддержка могут защитить эпигеном ребенка и не дать ему закрепить травматический опыт на биологическом уровне.
