小心了！我們腦內的DNA可能會引起壓力和抑鬱

人類和其他哺乳動物通過一系列精心策劃的進化適應來應對壓力環境。當我們面對一個正在捕獵的食肉動物，或者擔心失去工作時，我們的身體會釋放出一連串的應激激素，我們的心跳加速，呼吸加快，肌肉緊張，汗珠出現。

這種所謂的「要麼戰鬥，要麼逃跑」的反應對我們的祖先很有幫助，但它在我們現代生活中的持續激活是要付出代價的。科學家們開始意識到，壓力往往會加劇多種疾病，包括抑鬱症、糖尿病、心血管疾病、艾滋病和哮喘。有一種理論希望能解釋壓力和如此廣泛的疾病之間的聯繫，將其歸咎於一個意想不到的來源——每個細胞內部的微型能量庫。

我們的每一個細胞都含有數百個豆狀的小線粒體，被稱為亞細胞結構或細胞器，為正常運作提供能量。線粒體有自己的環狀基因組，共有37個基因。我們只能從母親那裡遺傳線粒體DNA，所以DNA密碼的組成在一代一代之間保持相對一致。但我們的「戰或逃」反應對線粒體提出了極端的要求。突然之間，它們需要產生更多的能量來加速心跳、擴張肺部和繃緊肌肉，這使得它們容易受到傷害。然而，與細胞核中的DNA不同，線粒體的修復機制有限。最近的動物研究表明，慢性壓力不僅會導致海馬區、下丘腦和皮質等腦部區域的線粒體損傷，還會導致線粒體將DNA釋放到細胞質中，最終進入血液。

這些基因垃圾不只是惰性細胞廢物。「這種循環的線粒體DNA就像一種激素，」哥倫比亞大學的心理生物學家馬丁·皮卡德(Martin Picard)說。他說，從細胞中提取線粒體DNA有點像腎上腺在壓力下釋放皮質醇的過程。某些細胞產生循環的線粒體DNA，和腎上腺一樣，它的釋放也是由壓力引起的。

為了證明心理壓力會導致細胞釋放線粒體DNA，皮卡德和他的團隊設計了一個快速的壓力測試。他們讓50名其他方面都很健康的男性和女性在鏡頭前發表了一篇簡短的演講，為對自己的錯誤指控辯護。隨後，研究人員從參與者身上採集血液樣本，並將其與壓力前立即採集的血液進行比較。儘管壓力測試總共只持續了5分鐘，科學家們發現參與者的血清的循環線粒體DNA水平在測試30分鐘後增加了一倍多。目前正在審查的這些結果首次提供了直接證據，證明漂浮在血液中的線粒體DNA片段如何將壓力傳遞到身體的其他部位，像多米諾骨牌那樣一個接一個倒下。

先前的研究提供了一些線索，表明循環的線粒體DNA是壓力的一個標誌。2016年，瑞典研究人員在《轉化精神病學》(Translational Psychiatry)雜誌上發表的研究結果顯示，在最近試圖自殺的37名患者中，細胞外的線粒體DNA水平有所上升。今年早些時候，同一組科學家在《神經精神藥理學》雜誌上發表了另一篇論文，表明重度抑鬱症患者的循環線粒體DNA水平很高，而這個水平在對抗抑鬱藥物反應不佳的患者中持續上升。

這些研究都是新興的線粒體DNA研究領域的一部分，科學家們正在認識到這些微小的細胞器對許多疾病都有影響。「線粒體DNA可能是人體內最敏感的東西了，」費城兒童醫院線粒體和表觀基因組醫學中心主任道格拉斯?華萊士(Douglas Wallace)說。「如果你的線粒體感覺到了問題，那麼你整個人也都有麻煩了。」在華萊士自己的研究中，他發現線粒體DNA突變在自閉症譜系障礙患者中比在正常成年人中更常見。皮卡德指出，過去幾年的其他研究已經將線粒體功能障礙與精神分裂症、阿爾茨海默氏症、關節炎和癌症聯繫在一起，這些都是已知會發生炎症的問題。

但這種炎症是如何被從細胞中泄漏的線粒體DNA所引發的呢?2010年發表在《自然》(Nature)雜誌上的一篇論文給出了答案：在論文中，研究人員展示了線粒體DNA在損傷後釋放到血液中如何激活了促炎免疫反應。由於線粒體的細菌來源及其環狀DNA結構，免疫細胞認為它是外來入侵者。當循環的線粒體DNA與免疫細胞上的一種特殊受體TLR9結合時，它們的反應就像對外來入侵者(如流感病毒或受感染的傷口)做出反應一樣。免疫細胞釋放一種叫做細胞因子的化學物質，告訴其他白細胞他們需要在感染、炎症或創傷部位進行工作。

皮卡德說，總之，對循環的線粒體DNA的不斷加深的了解為心理壓力如何導致廣泛的炎症設定了一個時間框架。「線粒體是我們的心理狀態和神經或其他與炎症有關的疾病之間缺失的一環，」他說。

這是一個非常有趣的轉變，從傳統的，解剖方面的疾病，如抑鬱症患者的大腦收縮。但是洛克菲勒大學的神經內分泌學家Bruce McEwen說，將抑鬱症這樣的疾病減少對於大腦失衡或萎縮來說並不能解釋一切。他說：「如果是這樣的話，你可以服用百憂解或選擇性羥色胺再攝取抑製劑(SSRIs)來治療這種疾病就好了，但現在每個人都意識到事情並不是這樣的，否則的話抗抑鬱葯在這方面會更有效。」

如果有關健康線粒體重要性的進一步證據繼續出現，那麼專註於調節細胞能量產生的藥物可能會成為治療精神疾病和生物疾病的新防線。

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