压力几乎影响着我们生活的方方面面,它塑造着我们的感受、思考,甚至影响着我们身体的反应。虽然我们的压力反应是为了保护我们而进化出来的,但过度的压力,尤其是持续时间过长的压力,会导致严重的精神健康问题,例如抑郁症和创伤后应激障碍(PTSD)。大约一半的成年人在一生中会经历某种创伤性事件,因此更好地了解我们如何应对压力至关重要。
压力反应的神经机制
在大脑内部,压力反应会通过多个系统发挥作用,并非只是一个区域被激活,而是一个网络化的事件。负责处理记忆、情绪和决策的区域——海马体、杏仁核、前额叶皮层和下丘脑——共同协作来应对和适应压力。
当这个系统崩溃时,影响可能是严重的。人们可能会经历极度的恐惧、持续的焦虑或抑郁症状。功能性磁共振成像(fMRI)等工具帮助科学家们绘制了这些模式,尤其是在海马体和一个名为腹内侧前额叶皮层的区域,这两个区域在控制情绪反应方面都至关重要。
但压力不仅改变大脑的外观或行为,还在分子水平上重塑它。其中一个主要参与者是下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴),它告诉身体如何在压力下做出反应。激素被释放,在细胞内部,压力会迅速改变哪些基因被开启或关闭。
其中一些变化提供了短期保护。当压力来临时,某些基因几乎会立即启动。其中一种基因,EGR1,与这些早期反应有关,帮助大脑应对突发挑战。但我们仍未完全掌握这些基因是如何协同工作,尤其是在海马体内部,以调节精神健康的。
“Tob”基因:压力恢复力的关键?
这一认识上的差距促使研究人员寻找新的基因拼图。一个有希望的候选基因是被称为Tob的基因。它因其在构建恢复力(从压力中恢复的能力)方面的潜在作用而引起了科学家的注意。
Tob并非最近才被发现。它首次出现在科学文献中是在1996年,当时日本的一个研究团队发现了它。它与众不同之处在于它对压力的快速反应。它属于一类被称为即时早期基因的基因,当神经元被激活时,它几乎会立即开启。
它的名字也有一个故事。“Tob”来自日语单词“tobu”,意思是“跳跃”或“飞行”。这个名字很贴切。当压力来临时,Tob蛋白的水平会迅速上升。这种爆发被认为有助于大脑立即做出调整。
冲绳科学技术大学院大学的突破性研究
冲绳科学技术大学院大学(OIST)最近的研究揭示了Tob如何影响情绪调节。“该基因的存在有助于压力恢复力,”Mohieldin Youssef博士解释说,他与山本正教授的团队合作进行了这项研究。“如果它被移除,抑郁、恐惧和焦虑会增加。”
对暴露于压力下的小鼠进行的实验显示,Tob蛋白水平升高。然而,经过基因改造而缺乏Tob基因的小鼠表现出明显的行为改变。这些动物表现出更高的抑郁、恐惧和焦虑。在一个经典的“水桶”测试中,正常小鼠会积极游泳以逃脱,而缺乏Tob的小鼠则被动地漂浮,这种行为与绝望有关。
此外,缺乏Tob的小鼠难以适应重复的压力源。虽然典型的小鼠在反复暴露后学会识别无威胁的环境,但缺乏Tob的小鼠仍然因恐惧而瘫痪,这表明它们的适应性反应受损。
神经影像学研究进一步强调了Tob在压力恢复力中的作用。核磁共振成像(MRI)扫描显示,缺乏该基因的小鼠的海马体和前额叶皮层之间的交流中断。这些区域对于处理恐惧和管理情绪调节至关重要。
研究人员专注于海马体,将Tob基因注射到缺乏Tob的小鼠体内。这种干预恢复了正常的恐惧和抑郁反应,但没有影响焦虑。相反,经过基因改造而专门在海马体细胞中缺乏Tob的小鼠表现出更高的恐惧和抑郁,但保持了正常的焦虑水平。
“我们得出的结论是,海马体内的Tob基因抑制了恐惧和抑郁,”Youssef博士指出。“但焦虑的抑制必须由大脑的另一部分来调节。”
分子分析提供了进一步的见解。在缺乏Tob的小鼠中观察到压力引起的神经元兴奋和抑制失衡。此外,Tob的缺失引发了一系列基因和蛋白质水平的变化,加强了其对神经元功能的广泛影响。
对精神健康的更广泛影响
这项发表在《转化精神病学》(Translational Psychiatry)杂志上的研究表明,Tob的作用不仅仅局限于理论遗传学。该基因调节恐惧和抑郁的能力使其成为精神疾病干预的潜在靶点。“揭示Tob基因在恐惧、抑郁和焦虑中的作用可能对开发治疗精神压力的疗法产生巨大影响,”Youssef博士说。
Tob的保护机制不仅限于心理压力。之前的研究表明了它在细胞应激反应中的作用。Tob调节DNA修复过程,保护细胞免受氧化损伤,并在压力条件下阻止细胞凋亡。这些发现将Tob在细胞和分子水平上的功能联系起来,表明它具有普遍的压力保护作用。
这项开创性的研究为理解压力恢复力的遗传基础开辟了新的途径。通过揭示Tob在大脑回路中的作用,科学家们可能会开发出新的疗法来减轻与压力相关的疾病的影响。
这项研究的发现为那些与心理压力作斗争的人们提供了一线希望,突显了遗传学和精神健康之间的深刻联系。