Материнство изменило экспрессию генов в дорсальном гиппокампе мышей

Беременность, роды и последующий уход за потомством вызывают изменения транскриптома мозга, в особенности в дорсальном гиппокампе, ответственном за ориентацию в пространстве и обнаружение новых стимулов. Это выяснили нейрофизиологи, когда сравнили транскриптом головного мозга мышей, ставших матерями, с транскриптомом нерожавших самок. Стресс от разлучения с потомством в послеродовом периоде нарушал дофамин-зависимую адаптацию гиппокампа к материнству. Исследование опубликовали в Nature. 

Во время беременности и в послеродовом периоде организм женщины претерпевает много изменений, в частности повышается нейропластичность головного мозга. Ученые выяснили, что во время беременности во всех его областях уменьшается объем серого вещества и повышается целостность микроструктуры белого вещества. При этом во вторую беременность мозг претерпевает последующие изменения — повышается активность дорсальной сети внимания и соматомоторной сети.

Исследователи во главе с Ианом Мейзом (Ian Maze) из Медицинской школы Икана при больнице Маунт-Синай продолжили изучать материнский мозг и сравнили транскриптом головного мозга мышей, ставших матерями, с транскриптомом нерожавших самок сходного возраста, чтобы понять, как меняется экспрессия генов в нейронах и глиальных клетках.

Через четыре недели после прекращения лактации у мышей ученые провели секвенирование РНК одиночных клеток головного мозга животных. Наиболее значительные изменения в экспрессии генов у недавно родивших мышей ученые нашли в области дорсального гиппокампа — регионе, который отвечает за ориентацию в пространстве, обнаружение новых стимулов и сенсорную интеграцию. Вероятно, такие перестройки повышают чувствительность животных к сигналам из внешней среды и способствуют выживаемости потомства. 

В следующей части эксперимента ученые поместили мышей в условия стресса, разлучив их с детенышами на три часа в день с 10 по 20 день после родов (ключевой период для формирования привязанности). Это повышало секрецию дофамина, что приводило к увеличению моноаминиляции гистона H3. Такие эпигенетические модификации влияют на транскрипцию генов, что отражается и на поведении животных.

Во время проведения тестов на пространственную память (она зависит от нормальной работы гиппокампа) родившие самки, которые содержались в условиях стресса, опознавали перемещенный объект за десять минут, что сопоставимо с нерожавшими животными. Родившим самкам из контрольной группы хватило пяти минут для прохождения теста. Это говорит о том, что стресс нарушает способность запоминать новую информацию, а потом вызывать ее в памяти, то есть ухудшает адаптацию гиппокампа к выращиванию потомства.

Исследователи заключают, что в основе долговременной адаптации женского организма к материнству важную роль играют как гормональные, так и эпигенетические изменения. Для нормальной адаптации важно снизить уровень стресса во время беременности и послеродовом периоде.

Ранее нейрофизиологи обнаружили, что за привязанность матери к ребенку отвечают дофаминергические нейроны в структурах мозга, связанных с социальными взаимодействиями.