大脑丢弃的线粒体DNA可能是你焦虑抑郁的根源

作者 | Knvul Sheikh 

翻译 | 林宇豪

审校 | 酷炫脑

编辑 | Mandy

Mitochondrial Disease News

人类和其他哺乳动物具有一系列应对压力的进化适应机制。不管我们面对的是正在觅食的食肉动物，还是快要失业的困扰，我们的身体都会释放出令我们的心跳加速，呼吸加快，肌肉紧张，浑身出汗的应激激素。

这种所谓的“要么战斗，要么逃跑”的应激反应对我们的祖先们很有帮助，但却在现代生活中给我们带来了许多不便。

科学家们开始意识到，压力会加剧抑郁症、糖尿病、心血管疾病、艾滋病和哮喘等多种疾病。最新的科学理论认为，压力之所以会带来这些危害是和我们身体细胞中的能量库——线粒体有关。

我们的每一个细胞内都含有数百个蚕豆形状的线粒体，它们为细胞的正常运作提供能量。线粒体的基因组中共有 37 个基因。我们只能从母亲那里遗传线粒体 DNA ，所以 DNA 的组成在每一代的传播过程中是相对一致的。

线粒体 | 

而我们的应激反应给线粒体施加了极大的负荷。应激状态下的线粒体需要在极短的时间内产生额外的能量来加速心跳、扩张肺部，给肌肉增加力量。处在这一状态下的线粒体是很容易损伤的。然而，与细胞核中的DNA不同，线粒体的自我修复很有限。最新的动物研究表明，慢性压力不仅会导致海马、下丘脑和皮质等脑区的线粒体损伤，损伤后的线粒体还会将它们的 DNA 排出到细胞质中，然后进入到血液内。

而这些 DNA 排出物能继续对身体造成影响。哥伦比亚大学的心理生物学家马丁·皮卡德说：“在血液中循环的线粒体 DNA 就像一种激素，线粒体 DNA 从细胞中被释放到血液中的过程与肾上腺在压力下释放皮质醇十分相似，两者都由压力触发。”

为了证明心理压力会导致细胞释放线粒体 DNA ，皮卡德和他的团队设计了一个关于压力的实验。他们让 50 名身体健康的男女被试在镜头前发表了一段简短的演讲，被试在演讲中需要为针对自己的不实指控进行辩护。随后，研究人员从被试们身上采集了血液样本，并将其与在进行演讲前采集的血液样本进行比较。尽管演讲总共只持续了 5 分钟，科学家们发现被试的血清循环线粒体 DNA 水平在测试 30 分钟后仍增加了一倍多。这一研究提供了目前说明线粒体 DNA 可以将压力传递到身体各个部位的直接证据。

先前的研究也表明了血液中的线粒体 DNA 是压力的一个标志。2016 年，瑞典研究人员在《转化精神病学》杂志上发表的研究结果显示，在最近曾试图自杀的 37 名患者中，细胞外的线粒体 DNA 水平均有所上升。

而今年早些时候，这同一组科学家在《神经精神药理学》杂志上发表了另一篇论文，论文结果表明重度抑郁症患者有很高的血清线粒体 DNA 水平，在对抗抑郁药反应不佳的患者中，血清线粒体 DNA 水平甚至更高。 

这些研究都是新兴的线粒体 DNA 研究领域的一部分，科学家们正在认识到这一微小的细胞结构对许多疾病都有影响。费城儿童医院线粒体和表观基因组医学中心的主任道格拉斯•华莱士说：“线粒体 DNA 可能是人体内最敏感的东西，如果线粒体出了什么问题，那么整个人体都会有健康风险。”

在华莱士自己的研究中，他发现线粒体 DNA 突变在自闭症谱系障碍患者中比在正常成年人中更常见。皮卡德指出，过去几年的研究已经发现了线粒体功能障碍与精神分裂症、阿尔茨海默氏症、关节炎和癌症之间的联系。值得注意的是，这些疾病也都和全身性的炎症有关。

但这种炎症是如何由线粒体 DNA 引发的呢？

2010 年发表在《自然》杂志上的一篇论文对此有所解答。在这篇论文中，研究人员发现了线粒体在损伤后释放到血液的 DNA 可以激活促炎免疫反应。因为线粒体最早来源于细菌，并具有环状的 DNA 结构，免疫细胞会认为它们是外来的入侵者。当线粒体 DNA 与免疫细胞上的一种特殊受体 TLR9 结合时，免疫细胞会释放一种叫做细胞因子的化学物质，指挥白细胞开始工作，使身体产生炎症。

皮卡德说：“对线粒体 DNA 的了解填补了心理压力和全身性炎症之间缺失的一环，线粒体 DNA 可以解释我们心理状态是如何导致和炎症有关的疾病的。”

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这是一种和传统解剖观点下的疾病认知截然不同的全新角度。洛克菲勒大学的神经内分泌学家布鲁斯麦克伊文说：“把抑郁症这样的疾病从解剖学的角度解释为大脑萎缩或化学物质失衡并不完全合理。因为如果是这样的话，百忧解或选择性5 -羟色胺再摄取抑制剂（SSRIs）会有很好的疗效。但现在科学家们已经认识到这些抗抑郁药的效果并没有这么优秀。”

如果有关线粒体重要性的新研究证据继续丰富的话，能够调节线粒体的药物可能会成为治疗精神疾病和全身疾病的新希望。

原文链接：

https://www.scientificamerican.com/author/knvul-sheikh/

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