成为母亲不仅会暂时改变大脑,而且会留下终身的影响。怀孕和产后时期通过大脑化学物质多巴胺触发母性大脑的持久变化,为养育后代带来长期益处。一项发表在《科学进展》上的新研究,在母鼠(母本)中发现,育幼行为(如舔舐和梳理幼崽、筑巢、哺乳)会诱导伏隔核(NAc)(奖赏处理的关键脑区)中多巴胺(DA) 的释放。反复的育幼行为会通过DNA甲基化(一种表观遗传修饰)在伏隔核(NAc)中诱导持久的基因表达变化。具体来说,编码多巴胺D2受体(Drd2) 的基因启动子区域会发生DNA去甲基化,导致Drd2表达的上调。在伏隔核(NAc)中过表达Drd2(通过腺相关病毒(AAV))可增强母性行为(如舔舐和梳理幼崽),而敲低Drd2则会损害母性行为。这项研究首次证明,母性经历可通过表观遗传机制在大脑中留下终身印记。
成为母亲后大脑的变化
怀孕和产后时期伴随着激素(雌激素、孕酮、催乳素、催产素)的剧烈波动。分娩后,母体大脑会发生神经可塑性的改变:海马体(记忆中枢)中的神经发生增加(新神经元的诞生),以及下丘脑(特别是视前区(POA))中催产素和加压素受体的上调。然而,目前尚不清楚这些母性大脑的变化是暂时性的还是永久性的。
多巴胺与母性行为
伏隔核(NAc)是奖赏处理的关键脑区。在母鼠中,育幼行为(舔舐和梳理幼崽、筑巢)会触发伏隔核(NAc)中多巴胺(DA)的释放。
表观遗传学
表观遗传学是指在不改变DNA序列的情况下,对基因表达进行可遗传的修饰。DNA甲基化(将甲基添加到CpG二核苷酸中的胞嘧啶上)通常会抑制基因的转录。
主要发现
1. 育幼行为与多巴胺释放
在母鼠中,育幼行为(舔舐和梳理幼崽)会触发伏隔核(NAc)中多巴胺(DA)的释放。
2. 表观遗传改变
在母鼠中,育幼行为会诱导伏隔核(NAc)中编码多巴胺D2受体(Drd2)的基因发生DNA去甲基化。这导致Drd2表达的上调。
3. 多巴胺D2受体的作用
在伏隔核(NAc)中过表达Drd2(通过腺相关病毒(AAV))可增强母性行为(如舔舐和梳理幼崽)。在伏隔核(NAc)中敲低Drd2(通过小干扰RNA(siRNA))则会损害母性行为。
机制
反复的育幼行为会触发伏隔核(NAc)中多巴胺(DA)的释放,这可能激活一个信号通路(如MAPK/ERK通路),该通路可诱导DNA去甲基化。Drd2启动子区域的去甲基化会导致Drd2表达的上调,这可能使伏隔核(NAc)对多巴胺(DA)在未来育幼行为中的刺激更为敏感。这形成了一个正反馈循环,从而强化母性行为,并可能持续终身。
临床意义
1. 产后抑郁症(PPD)
产后抑郁症(PPD)影响着约10-20% 的新妈妈。其症状包括:情绪低落、快感缺乏、疲劳、睡眠障碍。多巴胺系统失调可能与PPD的病理生理学有关。该研究建议,靶向多巴胺D2受体(Drd2)的药物(如阿立哌唑(一种部分多巴胺D2受体激动剂))可能作为PPD的治疗药物。
2. 虐待儿童
患有物质滥用(可卡因、甲基苯丙胺)的母亲,其多巴胺系统可能发生改变,从而影响母性行为。
未来方向
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人类研究:在人类母亲中,进行功能性磁共振成像(fMRI)扫描,以评估在观看自己婴儿的照片与观看其他婴儿照片时,伏隔核(NAc)的激活情况。
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压力暴露:研究在母鼠中,压力暴露(如母子分离)是否会改变伏隔核(NAc)中Drd2的DNA甲基化状态。
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跨代效应:研究母鼠的表观遗传改变是否会遗传给后代(跨代表观遗传)。
结论
这项发表在《科学进展》上的研究发现,母性经历会通过DNA甲基化在伏隔核(NAc)中诱导持久的基因表达变化。 具体来说,编码多巴胺D2受体(Drd2)的基因会发生DNA去甲基化,导致其表达上调。这一发现首次证明,母性经历可通过表观遗传机制在大脑中留下终身印记。