老鼠“幫”人類找到“自殺基因”

日期：2010-06-02 11:27:36

一只幼鼠媽媽每天會舔它很多次，而另外一只的媽媽卻很少舔它，這兩只老鼠長大之后性格變得截然不同。從小缺乏關愛的那只老鼠很容易緊張，體內分泌很多的激素，也不愿意去陌生的地方。而另外一只卻是對任何事情都很好奇，不容易緊張，激素也不會分泌過多。

同樣的結果在不同的實驗室里重復了很多次。老鼠兒時的經歷會影響成年之后的行為。我們人類也是一樣。但是有一個問題，眾所周知，我們出生時的基因組合是相同的，在人的一生當中，大腦通過這些基因生成蛋白質和其他分子，而在這些基因中DNA的排序又是非常固定的。要想讓我們的經歷改變我們未來的行為，就必須讓它進入我們的大腦，更改基因的組合方式。

不僅僅是基因會對人的性格產生影響

神經科學家正在探索經歷改變行為的原因。雖然我們的經歷無法直接改寫我們的基因，但它卻起著同樣的作用。附著在我們DNA之上的是成千上萬的小分子，這些分子可以停止一些基因活動，同時刺激其它基因活動。我們的經歷可以在生理上重新排列這些基因轉換的模式，從而逐漸漸改變我們的腦細胞。研究有一個非常讓人驚喜的發現：我們也許能夠通過自身調節基因轉換的模式，從而起到治療焦慮和壓抑的效果。事實上，科學家已經成功緩解了老鼠身上的這些病癥。

有兩種分子可以起到基因轉換的作用。一種由主要成分為碳和氫的甲基和分子帽組成。附著在基因上的甲基能夠阻止細胞讀取DNA排序，因此細胞便不能從該基因中產生蛋白質和其他分子；另外一種分子由緊緊圍繞DNA的螺旋蛋白質和分子組成。通過蛋白質和分子的收縮，一些基因被隱藏，相反，則一些基因的活動變得頻繁。

甲基組與螺旋蛋白組共同構成科學家所稱的表觀基因組，它們對大腦的最初形成起著非常重要的作用。胚胎最初由一小塊多個相同的干細胞構成，分裂開始后，這些細胞便從母體繼承相同的基因，但表觀遺傳變化已經開始。隨著分裂的繼續，細胞不僅將基因繼續向下遺傳，也會遺傳基因的變化。活躍與不活躍的基因通過不同的結合方式，生成了肝臟、心臟、大腦以及其它人體組織。

幼鼠換母的試驗證明：母愛影響性格成型

我們的經歷可以重新書寫我們的遺傳編碼，這種改變甚至在我們出生之前就已經開始了。

甚至在出生之后，外界對基因的影響仍會在大腦中繼續。過去10年里，通過對我們的經歷如何重組大腦基因的研究，麥克吉爾大學的神經生物學家邁克爾·米尼與他的同事一同發表了一份十分詳細的報告。他們發現了兩只老鼠的故事背后的分子原理。

這兩只老鼠的不同并不是源于他們基因結構的不同。在一個實驗里，米尼將兩只幼鼠分別調換到對方的家庭，結果證明與“繼母”的經歷同樣會改變幼鼠未來的性格。

為了弄明白母親的愛如何改變幼鼠，米尼和他的同事仔細地觀察了幼鼠的大腦。他們發現兩只幼鼠主要的不同存在于大腦內的海馬體——一個大腦組織記憶的區域。海馬體中的神經元通過生成特殊的受體來控制大腦對應激激素的反應。當一個受體獲得一個激素，神經元便會排出蛋白質，這些蛋白質更會導致一系列的反應。這些反應通過大腦到達腎上腺，進而停止應激激素的生成。

但是為了生成激素受體，海馬體必須首先接收到信號。這些信號會在一系列的基因之間相互轉換，并最終使海馬體中的神經元生成受體。米尼和他的同事發現了一些在一個叫做糖皮質激素受體素基因中不同尋常的地方：經常得到母愛的那只老鼠大腦中的這一段DNA與另外一只老鼠的是不同的，而這一段DNA卻起著重要的轉換基因的作用。在不受寵愛老鼠的大腦里，該段DNA被甲基組包裹，神經元也沒有生成許多受體。海馬體神經元因此對應激激素反應不敏感，也無法壓制動物體內的應激反應，結果是這只小老鼠長期過度緊張。

這些研究顯示了幼年時期的經歷如何改寫我們大腦中的后天標記，進而改變我們成年之后的行為。

老鼠試驗給抑郁癥帶來基因療法

米尼的研究團隊用36具人類尸體的大腦做實驗，其中，12個人幼年遭遇虐待并最終自殺；12個自殺而死，并無受虐史；最后12個為自然死亡。科學家從死者的海馬體中取出細胞進行研究，檢驗他們在老鼠大腦中的研究過的應激激素的基因轉換。最終他們發現有過受虐史的死者的大腦中，轉換基因外被甲基組包裹，神經元也只生成了較少的受體，就像未受寵愛的老鼠一樣。

童年時期的受虐史可能改變了海馬體中的表觀遺傳標記，因此神經元只會生成較少的受體，不能正常控制應激激素，最后導致焦慮，過多的壓力最后使得他們無法解脫而自殺。

如果科學家發現了我們的經歷賦予我們的表觀遺傳變化，那就有可能逆轉這些變化。科學家將一種叫做HDAC的抑制劑注入抑郁老鼠的伏神經核中，進而使DNA外層的分子放松，使得細胞可以再次接觸到基因。10天之后，老鼠的緊張情緒得到緩解，抑郁的程度大大減輕。

我們能夠復寫人類表觀遺傳代碼的可能是讓人興奮的，同時也是讓人畏縮的。修改表觀遺傳標記并不容易，這也是件好事。畢竟如果我們大腦中的甲基組與螺旋蛋白總是不停轉換，抑郁就成了最輕微的問題。