Ученые из Финляндии и Дании сравнили результаты анализа эпигенома сперматозоидов 55 взрослых мужчин с данными о стрессе, перенесенном ими в детском возрасте. В сперме у мужчин с тяжелым детством уровень метилирования ДНК в области генов, влияющих на развитие мозга плода, был ниже на 19-21 процент, чем в контрольной группе, а также была изменена экспрессия ряда малых некодирующих РНК. То есть жестокое обращение с мальчиками влияет на ДНК их спермы и в будущем может отразиться на развитии центральной нервной системы их детей. Результаты опубликованы в журнале Molecular Psychiatry.
Почти четверть взрослого населения в Европе и США пострадала от жестокого обращения в детстве. В частности, 12 процентов взрослых сообщают о сексуальном насилии, совершенном над ними в детстве, 23 процента — о физическом, а 36 процентов — об эмоциональном. Исследования последних лет показывают, что негативный детский опыт отражается не только на самой жертве, но и на ее потомстве.
Эксперименты на животных также показали, что стресс в раннем возрасте приводит к эпигенетическим изменениям спермы, в том числе к модификации гистонов, изменению профиля малых некодирующих РНК, а также к метилированию оснований ДНК, влияющему на экспрессию генов. У людей ученые обнаружили связь между курением, физической активностью, расстройствами пищевого поведения отцов и изменениями эпигенома спермы, влияющими на фенотип потомства. Но вопрос о том, влияет ли на сперму аналогичным образом психологический стресс, остается спорным.
Группа ученых из Университета Турку в Финляндии и Копенгагенского университета в Дании под руководством Джетро Туулари (Jetro J. Tuulari) проанализировала влияние перенесенного в детстве стресса на ДНК сперматозоидов взрослых людей, а также на потомство жертв насилия. Исследование проводилось в рамках проекта FinnBrain Birth Cohort Study, посвященного изучению влияния пережитого в раннем возрасте стресса (в том числе и пренатального) на физическое и психическое развитие человека. Всего в исследовании участвовали 55 мужчин среднего возраста. Ученые использовали опросник Trauma and Distress Scale (TADS), позволяющий оценить степень жестокого обращения в детстве по шкале от 0 до 78 баллов. Исследователи распределили мужчин на две группы: в контрольную группу (10 баллов и менее по шкале TADS) вошли 26 человек, в группу случаев (39 баллов и более) — 29 человек.
Ученые проанализировали образцы спермы мужчин с помощью метода бисульфитного секвенирования ограниченного набора геномных локусов, что позволило определить паттерны метилирования ДНК. Им удалось обнаружить три участка генома, уровень метилирования которых был понижен на 19–21 процент в группе с высокими показателями TADS по сравнению с контрольной группой. Гипометилирование наблюдалось в области генов CRTC1 (экспрессия этого гена в гиппокампе связана с эмоциональными расстройствами, например, с депрессией), WFIKKN1 (регулирует работу трансформирующего ростового фактора, отвечающего за пролиферацию, клеточную дифференцировку и другие процессы) и GBX2 (регулирует развитие мозга плода, связан с образованием дофаминергических нейронов).
Кроме того, ученые исследовали 30 образцов спермы (14 с высокими показателями TADS и 16 с низкими) с помощью метода секвенирования малых РНК в поисках ассоциаций между перенесенным в детстве стрессом и активностью разных классов малых некодирующих молекул РНК, способствующих развитию стрессового поведения у потомства. Оказалось, что высокие показатели TADS связаны с пониженной экспрессией 29 miRNA, 15 tsRNA и 3 кластеров piRNA и с повышенной экспрессией 18 miRNA, 6 tsRNA и 1 кластера piRNA по сравнению с данными для контрольной группы. Кроме того, в сперме мужчин, переживших жестокое обращение в детстве, экспрессия малой интерферирующей РНК hsa-miR-34c-5p, участвующей в регуляции стресса, была ниже, чем в контрольной группе.
Ученые пришли к выводу, что эпигеном человека, измененный под действием перенесенного в детстве стресса, может влиять на развитие центральной нервной системы его детей и их поведение в будущем. Эти эпигенетические сигнатуры сохраняются на протяжении всей жизни человека и указывают на важность внешних воздействий даже в очень раннем возрасте.
Ранее ученые сообщали о том, что ожирение также может вызывать эпигенетические изменения в сперме мужчин. А американские исследователи обнаружили связь между изменениями эпигенома спермы отцов и риском развития расстройств аутистического спектра у их детей.