元素百科介绍科学家发现认知弹性损伤的潜在机制。精神疾病的发病是环境因素与遗传因素互动的结果。压力,尤其是生命早期的压力,会影响大脑的发育过程,显著增加个体成年后患精神疾病的风险。具体机制尚不清楚这种早期环境因素造成的长期效应。近年来,越来越多的临床和基础研究指出,早期压力往往会导致表观遗传指标的持续变化,然后改变基因的表达,这可能会导致成年后大脑和行为的持续功能变化。

抑郁症、精神分裂症等精神疾病都有前额叶皮层介导的认知弹性损伤,与药物疗效和疾病预后密切相关。在早期研究中,中国科学院心理健康重点实验室研究员王伟文及其博士生徐航利用拟人类社会欺凌动物模型,发现青少年负社会经验导致认知弹性损伤,伴有前额叶皮质脑源性神经营养因素(BDNF,参与脑发育和神经可塑性调节的重要分子的表达水平显著降低。在此基础上,进一步探讨了表观修饰在上述行为和分子长期变化中的作用。
研究发现,小鼠内侧前额叶皮质BDNF是由成年期认知弹性损伤引起的 MRNA表达的减少主要与BDNF的剪切子IV有关,而不是I和VI的减少。BDNF进一步检测 IV启动子区附近的DNA甲基化和各种组蛋白修饰水平显示,启动子下游组蛋白位H3K9的二甲基化水平显著提高,而DNA甲基化和其他几种组蛋白修饰没有显著变化。由于H3K9二甲基化是转录过程中的负调控元件,其升高可能解释了BDNF 降低了MRNA的表达水平。随后,通过在成年期慢性给予具有甲基化酶调节作用的抗抑郁药反苯环丙胺(TCP)干预后,发现青少年应激引起的认知弹性损伤和前额叶皮质BDNF IV MRNA的表达水平恢复到与对照组相当的水平。与此同时,药物显著减少了BDNF H3K9在IV启动子区附近的二甲基化水平。这些结果表明,前额叶BDNF的表观修饰变化可能是早期应激导致成年后认知弹性损伤的潜在机制。

