《科學》：我的媽呀！缺乏母愛竟會改變寶寶大腦基因，影響腦部神經元發育，可能影響孩子一生｜科學大發現

記得以前看過一部世界設定很奇妙的動畫，其中一個情節講到，人類對環境的適應能力是非常強的，為了保證機體最大程度的生存，人類會自行改變外表特徵以適應環境。

這是同一個角色。。。。裡面都是小栗旬（誤）

當然了，像動畫里那樣肉眼可見的十分明顯的變化，是出於藝術創作的誇張，但是我們要承認，DNA確實不像我們想像的那樣穩如泰山。實際上，在我們的一生中，有許許多多的契機，會導致基因組產生變化，讓體細胞和體細胞之間具有不一樣的基因組。這樣的變化，從我們一出生就開始了。

近期，頂級期刊《科學》發表了一項關於幼年生長環境與基因關係的最新研究，來自SALK研究所Fred Gage教授團隊的研究者們發現，出生後短時間內母親的看護竟然能夠大幅度影響腦部神經元的基因組變化[1]！被母鼠忽視的小鼠腦部海馬體會存在更多的L1轉座子，這將導致它們的海馬神經元產生更多的突變，進而影響大腦的發育，可能與抑鬱症、精神分裂症等神經疾病的發展有關。

Fred Gage教授

SALK高層變動，老爺子現在是代理所長

說到轉座子大家可能會比較陌生。轉座子是一類比較「活潑」的重複基因，它們會「主動」移動到其他的基因位點，有時還會夾帶一些意想不到的功能基因一同轉移，人類基因組45%都是由轉座子來源的重複序列組成的。

最初，人類是在細菌等微生物中發現轉座子的，這些小小的「跳躍基因」會夾帶著耐葯基因從一個耐葯菌轉移到噬菌體，又轉移到另一個細菌里，可給人類添了大麻煩。現在超級細菌這麼猖獗，轉座子「功」不可沒。

本項研究中提到的L1轉座子則是轉座子大家族中格外出挑的一個，它自己的序列就已經佔到人類和小鼠整個基因組的17%了。L1是一種反轉錄轉座子，它轉錄產生的mRNA通過反轉錄酶的作用再度變回DNA並不斷入侵到基因組其他的區域，真是像感染一樣瘋狂傳播。這種插入是隨機的。試想一下，插到無關的位點還好，要是萬一插在了哪個重要功能基因中間、引起基因突變，那麼這個神經細胞可就算「廢了」。

為了搞清楚來自媽媽的關懷到底會對這些基因組中的搗蛋分子有什麼影響，研究者們進行了一項實驗。他們統計了一批小鼠出生兩周內親代對子代的關懷程度，並對小鼠寶寶的大腦進行了檢測。

和人類一樣，小鼠中也是有對寶寶關懷備至的媽媽，也有對寶寶不管不問的媽媽。母愛強烈的鼠媽會更願意和寶寶待在一起，給它們舔舔毛、布置一下舒適的小家。

對數據分析的結果顯示，鼠媽花在寶寶身上的時間，居然和鼠寶大腦海馬中L1拷貝數存在直接的相關性，花的時間越少，L1拷貝數就越多！而且這種現象只出現在了海馬部分，像前額葉啊、心臟啊這樣的地方，則沒有這種關聯。進一步的基因對比也顯示，這種現象並不是鼠媽遺傳給鼠寶的，而是由出生後的環境所導致的。

對比太鮮明了，別人家的媽……

這就很令人驚訝了，後天環境竟然會對基因產生這麼大的影響嗎？研究者決定摻和一下小鼠的家庭生活。為了讓鼠媽更「愛」寶寶，研究者採取了一種「失而復得」的方式，讓鼠媽每天和鼠寶分開3個小時。可能是出於補償心理吧，這些鼠媽確實對寶寶更加關注、更加愛護了。

結果就是，這些被人為增加關愛的鼠寶，腦部L1轉座子還真的就比那些孤單寂寞的鼠寶要少得多了！

隨後研究者還嘗試了讓母愛充沛的鼠媽和比較冷漠的鼠媽交換寶寶照顧，結果也是說明，鼠寶海馬中的L1拷貝數，只和小鼠出生後得到的關愛多少有關，和親生爸媽是沒關係的。

（數據圖局部）三組分別為：愛寶組、不愛寶組、強行愛寶組

那這是為啥呢？來自媽媽的看護怎麼就能影響這麼大！研究者標記了小鼠大腦中新神經元發生的情況，發現組間並沒什麼差異，小鼠們神經元發育的速度還是差不多的。那就得考慮一下表觀遺傳的影響了，畢竟以前也有研究報道過母親的看護能夠影響大腦的甲基化水平[2,3]。

在L1與轉錄抑制蛋白YY1結合的位點上，研究者發現了顯著的甲基化差異。受到看護更少的鼠寶，結合位點的甲基化水平有明顯的下降。進一步研究發現，一種甲基轉移酶DNMT3a的表達也有顯著的減少。這種變化很可能增加了L1轉座子「跳躍」的活性，讓它更容易複製和擴散。

YY1結合點的甲基化水平特異性下降

和其他甲基化酶相比，DNMT3a水平變化較為明顯

研究者猜測，缺失母親的關懷會給鼠寶帶來比較大的精神壓力，這會導致對L1甲基化的影響。

這讓奇點糕想起了另一項研究，嬰幼兒和照顧者之間親密接觸的程度會影響寶寶基因的甲基化。在出生四年後對寶寶進行檢測，發現缺乏照顧的寶寶表觀遺傳進展是比較緩慢的，研究者認為這是不利於寶寶的健康成長的[4]。

遺憾的是，表觀遺傳尚且還有很多未知之謎，我們目前還不知道這樣的變化到底會怎樣影響機體的發育。畢竟大腦至關重要，來自幼年的創傷，與成年後的抑鬱、精神分裂症的疾病都有著密不可分的關係。研究者也很期望了解清楚這背後的作用機制，這樣就可以發展出相應的干預策略。

研究交給科學家，寶媽寶爸們一定不要忘了多關愛寶寶啊~

編輯神叨叨

就假裝有人問是什麼動畫……

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作為一個科幻故事來說還蠻有趣的！

參考資料：

[1]Tracy A. Bedrosian, Carolina Quayle, Nicole Novaresi, Fred. H. Gage. Early life experience drives structural variation of neural genomes in mice. Science, 2018; 359 (6382): 1395 DOI: 10.1126/science.aah3378

[2] I. C. Weaver et al., Nat. Neurosci. 7, 847–854 (2004).

[3] S. E. Brown, I. C. Weaver, M. J. Meaney, M. Szyf, Neurosci. Lett.440, 49–53 (2008).

[4] Sarah R. Moore, Lisa M. McEwen, Jill Quirt, Alex Morin, Sarah M. Mah, Ronald G. Barr, W. Thomas Boyce, Michael S. Kobor. Epigenetic correlates of neonatal contact in humans. Development and Psychopathology, 2017; 29 (05): 1517 DOI: 10.1017/S0954579417001213

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