青春期期间的过度压力会导致大脑中表达的基因谱发生变化,尤其是与生物能源功能相关的基因谱。巴西圣保罗大学里贝朗普雷图医学院(FMRP-USP)的研究人员对大鼠进行的一项研究表明,这些改变可能会影响细胞呼吸,导致成年后出现行为问题和精神疾病。研究结果发表在《转化精神病学》杂志上。众所周知,在青春期,当大脑经历由神经生物学和社会因素影响的结构和功能改变时,我们的身体和行为会发生许多变化。“与人类大脑一样,青春期大鼠的大脑具有高度可塑性。这种可塑性体现在分子水平和行为方面。不同大脑区域特定基因表达谱的变化会导致脑细胞连接性的改变,它会系统性地传播,并可能在成年后产生与精神疾病相关的持续改变,”该文章的第一作者塔米里斯·桑托斯·席尔瓦(ThamyrisSantos-Silva)说。在研究时,她是一名博士学位。FMRP-USP药理学候选人。“青春期是大脑可塑性的关键时期,它受到社会经历的显着影响,”该文章的最后作者、FMRP-USP药理学系教授FelipeVillelaGomes补充道。“在此期间,对不利的社会和环境因素(例如创伤、侮辱和虐待)的敏感性增加,社会经历会影响脆弱性和压力恢复能力。”前额皮质是青春期期间极易受到压力影响的大脑区域。当它成熟时,增强对成年期通常观察到的情绪的认知控制至关重要。在青春期遭受应激的大鼠中,该区域显示出较低水平的在线粒体呼吸中起关键作用的基因的表达水平。线粒体是在人类和大鼠的大多数细胞以及许多其他生物体中发现的细胞器。通过细胞呼吸,它们是神经元(脑细胞的主要类型之一)发挥功能的化学能量的主要来源。因此,它们有助于调节社会行为,包括对压力的反应。该研究首先分析青春期晚期大鼠对压力的行为反应,例如焦虑、社交互动和认知。这些动物连续十天接受压力方案,这与大脑可塑性的强烈时期相一致。然后他们接受了特定的测试来评估他们的行为,结果显示每种情况下都有明显的损害。戈麦斯说:“我们发现,在这个生命阶段,承受压力的动物表现出明显较差的行为特征,包括焦虑、社交能力下降和认知功能受损。”为了查明这些变异是否通过基因表达反映出来,研究人员将RNA样本发送到洛桑瑞士联邦理工学院(EPFL)大脑思维研究所(BMI)的行为遗传学实验室。该实验室由神经科学教授卡门桑迪领导。为了研究大鼠大脑中的基因表达,实验室对信使RNA进行了测序,并使用生物信息学工具分析了结果。“分析显示,压力动物的前额皮质基因发生了变化。在十个受影响最严重的基因中,有几个与氧化应激和线粒体功能相关的途径有关,线粒体功能是大脑能量产生的关键细胞组成部分,”戈麦斯说。研究还发现,这些动物大脑中线粒体对氧气的消耗也会受到压力的影响。“我们现在有各种证据表明线粒体功能在这种行为特征中的重要性,”戈麦斯说。研究人员接下来的步骤将包括调查这种行为特征是否可以作为预测个体对压力反应的基础,以及这实际上在多大程度上导致精神疾病的发展。“推进研究的另一条途径是