Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Methyl hóa DNA NR3C1 ở vùng hạ đồi của chuột đã tiếp xúc với căng thẳng trước sinh
Tóm tắt
Các nghiên cứu trên người và động vật đã chỉ ra rằng căng thẳng trước sinh (PS) ở bà mẹ có tác động phân tử và hành vi trong suốt thai kỳ và giai đoạn đầu đời. Nghiên cứu hiện tại nhằm mục tiêu đánh giá những thay đổi epigenetic của gen NR3C1 liên quan tới trục HPA trong các mô hạ đồi của chuột cống tiếp xúc với PS do căng thẳng nhẹ không thể dự đoán kéo dài (CUMS) gây ra. Các tác động hành vi và phân tử của những thay đổi này đối với thế hệ tiếp theo cũng được đánh giá. Giao thức CUMS được sử dụng để tạo ra sự căng thẳng ở chuột cống Wistar mang thai. Để xác định tác động của căng thẳng lên tình trạng anhedonia và chuyển động, các bài thử nghiệm như thử nghiệm ưa thích sucrose, thử nghiệm bơi cưỡng bức và thử nghiệm trường mở đã được thực hiện. Sau khi thực hiện các thí nghiệm hành vi này, PCR sequencer bisulfite để đo mức độ methyl hóa DNA của gen NR3C1, RT-qPCR để đo mức độ mRNA và kỹ thuật Western blot để phân tích protein đã được sử dụng trên mô hạ đồi của các con chuột bị hy sinh. Hành vi giống như trầm cảm đã xuất hiện trong các bài kiểm tra hành vi của các bà mẹ đã tiếp xúc với căng thẳng và các con của chúng. Ở các con bị tiếp xúc với PS, mức methyl hóa trình điều khiển NR3C1 trong mô hạ đồi cao hơn, trong khi mức độ mRNA và protein NR3C1 thấp hơn so với nhóm đối chứng, không phân biệt giới tính. Kết quả của chúng tôi xác nhận mối liên hệ giữa PS và những thay đổi epigenetic của các gen liên quan đến trục HPA và cho thấy trạng thái methyl hóa gen NR3C1 ở các con nhạy cảm với PS trong thai kỳ. Căng thẳng từ môi trường của bà mẹ có thể có những tác động di truyền xuyên thế hệ liên quan đến những hậu quả tiêu cực ở các con.
Từ khóa
#căng thẳng trước sinh #trục HPA #NR3C1 #methyl hóa DNA #chuột cống #epigeneticTài liệu tham khảo
Capron LE, Ramchandani PG, Glover V (2018) Maternal prenatal stress and placental gene expression of NR3C1 and HSD11B2: the effects of maternal ethnicity. Psychoneuroendocrinology 87:166–172. https://doi.org/10.1016/j.psyneuen.2017.10.019
Monk C, Spicer J, Champagne FA (2012) Linking prenatal maternal adversity to developmental outcomes in infants: the role of epigenetic pathways. Dev Psychopathol 24(4):1361–1376. https://doi.org/10.1017/S0954579412000764
Berry A, Mazzelli M, Musillo C, Riva MA, Cattaneo A, Cirulli F (2022) High-fat diet during adulthood interacts with prenatal stress, affecting both brain inflammatory and neuroendocrine markers in male rats. Eur J Neurosci 00:1–15. https://doi.org/10.1111/ejn.15181
Sosnowski DW, Booth C, York TP, Amstadter AB, Kliewer W (2018) Maternal prenatal stress and infant DNA methylation: a systematic review. Dev Psychobiol 60(2):127–139. https://doi.org/10.1002/dev.21604
Weinstock M (2005) The potential influence of maternal stress hormones on development and mental health of the offspring. Brain Behav Immun 19(4):296–308. https://doi.org/10.1016/j.bbi.2004.09.006
Watkeys OJ, Kremerskothen K, Quidé Y, Fullerton JM, Green MJ (2018) Glucocorticoid receptor gene (NR3C1) DNA methylation in association with trauma, psychopathology, transcript expression, or genotypic variation: a systematic review. Neurosci Biobehav Rev 95:85–122. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2018.08.017
Mulligan CJ, D’Errico NC, Stees J, Hughes DA (2012) Methylation changes at NR3C1 in newborns associate with maternal prenatal stress exposure and newborn birth weight. Epigenetics 7(8):853–857. https://doi.org/10.4161/epi.21180
Herman JP, McKlveen JM, Solomon MB, Carvalho-Netto E, Myers B (2012) Neural regulation of the stress response: glucocorticoid feedback mechanisms. Braz J Med Biol Res 45(4):292–298. https://doi.org/10.1590/s0100-879x2012007500041
Berretta E, Guida E, Forni D, Provenzi L (2021) Glucocorticoid receptor gene (NR3C1) methylation during the first thousand days: environmental exposures and developmental outcomes. Neurosci Biobehav Rev 125:493–502. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2021.03.003
Oberlander TF, Weinberg J, Papsdorf M, Grunau R, Misri S, Devlin AM (2008) Prenatal exposure to maternal depression, neonatal methylation of human glucocorticoid receptor gene (NR3C1) and infant cortisol stress responses. Epigenetics 3(2):97–106. https://doi.org/10.4161/epi.3.2.6034
Li S, Ma H, Yuan X, Zhou X, Wan Y, Chen S (2020) MicroRNA-382-5p targets nuclear receptor subfamily 3 group c member 1 to regulate depressive-like behaviors induced by chronic unpredictable mild stress in rats. Neuropsychiatr Dis Treat 16:2053. https://doi.org/10.2147/NDT.S243920
Wadji DL, Tandon T, Ketcha Wanda GJM, Wicky C, Dentz A, Hasler G, Morina N, Martin-Soelch C (2021) Child maltreatment and NR3C1 exon 1F methylation, link with deregulated hypothalamus-pituitary-adrenal axis and psychopathology: a systematic review. Child Abuse Negl 122:105304. https://doi.org/10.1016/j.chiabu.2021.105304
Yehuda R, Flory JD, Bierer LM, Henn-Haase C, Lehrner A, Desarnaud F, Makotkine I, Daskalakis NP, Marmar CR, Meaney MJ (2015) Lower methylation of glucocorticoid receptor gene promoter 1F in peripheral blood of veterans with posttraumatic stress disorder. Biol Psychiatry 77(4):356–364. https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2014.02.006
van der Knaap LJ, van Oort FV, Verhulst FC, Oldehinkel AJ, Riese H (2015) Methylation of NR3C1 and SLC6A4 and internalizing problems. The trails study. J Affect Disord 180:97–103. https://doi.org/10.1016/j.jad.2015.03.056
Antoniuk S, Bijata M, Ponimaskin E, Wlodarczyk J (2018) Chronic unpredictable mild stress for modeling depression in rodents: Meta-analysis of model reliability. Neurosci Biobehav Rev 99:101–116. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2018.12.002
Özdamar Ünal G, Hekimler Öztürk K, Erkılınç G, Dönmez F, Kumbul Doğuç D, Özmen Ö, Sezik M (2022) Maternal prenatal stress and depression-like behavior associated with hippocampal and cortical neuroinflammation in the offspring: an experimental study. Int J Dev Neurosci. https://doi.org/10.1002/jdn.10176
Salari AA, Samadi H, Homberg JR, Kosari-Nasab M (2018) Small litter size impairs spatial memory and increases anxiety- like behavior in a strain-dependent manner in male mice. Sci Rep 8(1):11281. https://doi.org/10.1038/s41598-018-29595-0
Guan SZ, Ning L, Tao N, Lian YL, Liu JW, Ng TB (2016) Effects of maternal stress during pregnancy on learning and memory via hippocampal BDNF, Arc (Arg3.1) expression in offspring. Environ Toxicol Pharmacol 46:158–167. https://doi.org/10.1016/j.etap.2016.04.012
Enayati M, Mosaferi B, Homberg JR, Diniz DM, Salari AA (2020) Prenatal maternal stress alters depression-related symptoms in a strain - and sex-dependent manner in rodent offspring. Life Sci 251:117597. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2020.117597
Bronson SL, Bale TL (2016) The placenta as a mediator of stress effects on neurodevelopmental reprogramming. Neuropsychopharmacology 41(1):207–218. https://doi.org/10.1038/npp.2015.231
Chalfun G, Reis MM, de Oliveira MBG, de Araújo BA, Dos Santos SM, da Cunha AJLA, Prata-Barbosa A, de Magalhães-Barbosa MC (2021) Perinatal stress and methylation of the NR3C1 gene in newborns: systematic review. Epigenetics 1:1–17. https://doi.org/10.1080/15592294.2021.1980691
Conradt E, Hawes K, Guerin D, Armstrong DA, Marsit CJ, Tronick E, Lester BM (2016) The contributions of maternal sensitivity and maternal depressive symptoms to epigenetic processes and neuroendocrine functioning. Child Dev 87(1):73–85. https://doi.org/10.1111/cdev.12483
Hompes T, Izzi B, Gellens E, Morreels M, Fieuws S, Pexsters A, Schops G, Dom M, Van Bree R, Freson K, Verhaeghe J, Spitz B, Demyttenaere K, Glover V, Van den Bergh B, Allegaert K, Claes S (2013) Investigating the influence of maternal cortisol and emotional state during pregnancy on the DNA methylation status of the glucocorticoid receptor gene (NR3C1) promoter region in cord blood. J Psychiatr Res 47(7):880–891. https://doi.org/10.1016/j.jpsychires.2013.03.009
Braithwaite EC, Kundakovic M, Ramchandani PG, Murphy SE, Champagne FA (2015) Maternal prenatal depressive symptoms predict infant NR3C1 1F and BDNF IV DNA methylation. Epigenetics 10(5):408–417. https://doi.org/10.1080/15592294.2015.1039221
Turecki G, Meaney MJ (2014) Effects of the social environment and stress on glucocorticoid receptor gene methylation: a systematic review. Biol Psychiatry 79(2):87–96. https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2014.11.022
Dereix AE, Ledyard R, Redhunt AM, Bloomquist TR, Brennan KJ, Baccarelli AA, Hacker MR, Burris HH (2021) Maternal anxiety and depression in pregnancy and DNA methylation of the NR3C1 glucocorticoid receptor gene. Epigenomics 13(21):1701–1709. https://doi.org/10.2217/epi-2020-0022
Klengel T, Pape J, Binder EB, Mehta D (2014) The role of DNA methylation in stress-related psychiatric disorders. Neuropharmacol 80:115–132. https://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2014.01.013
Hing B, Sathyaputri L, Potash JB (2018) A comprehensive review of genetic and epigenetic mechanisms that regulate BDNF expression and function with relevance to major depressive disorder. Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet 177(2):143–167. https://doi.org/10.1002/ajmg.b.32616
Xiang D, Xiao J, Sun S, Fu L, Yao L, Wang G, Liu Z (2020) Differential regulation of DNA methylation at the CRMP2 promoter region between the hippocampus and prefrontal cortex in a CUMS depression model. Front Psychiatry 11:141. https://doi.org/10.3389/fpsyt.2020.00141
McGowan PO, Sasaki A, D’Alessio AC, Dymov S, Labonté B, Szyf M, Turecki G, Meaney MJ (2009) Epigenetic regulation of the glucocorticoid receptor in human brain associates with childhood abuse. Nat Neurosci 12(3):342–348. https://doi.org/10.1038/nn.2270
Weaver IC, Cervoni N, Champagne FA, D’Alessio AC, Sharma S, Seckl JR, Dymov S, Szyf M, Meaney MJ (2004) Epigenetic programming by maternal behavior. Nat Neurosci 7(8):847–854. https://doi.org/10.1038/nn1276
Niknazar S, Nahavandi A, Peyvandi AA, Peyvandi H, Roozbahany NA, Abbaszadeh HA (2017) Hippocampal NR3C1 DNA methylation can mediate part of preconception paternal stress effects in rat offspring. Behav Brain Res 324:71–76. https://doi.org/10.1016/j.bbr.2017.02.014