【希望之聲2021年7月10日】（編輯：郭強）無論是人類，還是動物，基因組中包含了數萬個基因，然而，決定其細胞功能和健康與否的不僅是這整體的基因藍圖，實際上更重要的是其中哪些基因開啟或關閉。
眾所周知，衰老、生活條件、行為，以及環境因素，都會影響上述開啟或關閉基因的能力，這種被稱為「表觀遺傳學」（epigenetics）的現象已成為當前的研究熱點。
2000多年前，孟子就曾說過——生於憂患、死於安樂。這告訴了我們，一個人所處的環境會對他的一生會產生多麼大的影響。
近日，德國德累斯頓工業大學再生療法中心的研究人員在 Nature 子刊 Nature Communications 期刊發表了題為：Environmental enrichment preserves a young DNA methylation landscape in the aged mouse hippocampus 的研究論文。
通過單核苷酸解析度的全基因組DNA甲基化測序，證明了高刺激環境還能恢復大腦海馬中大量與年齡相關的DNA甲基化變化，表明高刺激環境能夠使大腦的記憶控制中心海馬體保持年輕。這也說明了為什麼積極、多樣的生活有助於在老年時保持精神健康。
衰老與大腦功能逐漸下降有關，具體表現為認知障礙、神經退行性疾病風險增加和神經可塑性喪失。衰老過程中大腦功能的下降與表觀遺傳變化有關，包括DNA甲基化。
生活方式因素，包括體育鍛煉、認知刺激和社交互動，可以減輕人類與年齡相關的大腦功能下降，改善衰老過程中的大腦功能，但它們對與年齡相關的表觀遺傳變化的影響尚不清楚。
隨著年齡的增長，DNA甲基化水平會逐漸降低，因此DNA甲基化水平可作為一個表觀遺傳學時鐘，用於衡量衰老水平，追蹤一個人的生物學年齡。
那麼生活方式是否會通過改變DNA甲基化水平來影響衰老過程中的大腦功能呢？
為了驗證這一點，研究團隊在小鼠中進行了研究，他們讓兩組小鼠在不同環境中長大，一組從小就生活在有各種玩具和隧道管的刺激豐富的環境中，另一組則沒有這些。
然後，對這兩組小鼠的基因組進行檢測，結果發現，那些在刺激環境中長大的小鼠，隨著年齡的增長，它們的DNA甲基化水平下降更少。而在低刺激環境中長大的小鼠，它們的DNA甲基化水平則下降得更為明顯。這些DNA甲基化水平的改變本身不會影響遺傳信息，但是它們會影響一個基因是否被激活或激活水平。
這些檢測結果意味著，在刺激環境下長大的小鼠，它們在某種程度上保持了更年輕的狀態。
研究團隊進一步發現，刺激環境影響了小鼠大腦海馬體中新生神經元和細胞連接相關的基因，海馬體是大腦中的記憶控制中心。從表觀遺傳上來講，生活在刺激環境中的小鼠保持了更年輕的大腦海馬體。
與在低刺激環境中長大的同齡小鼠相比，在刺激環境中長大的小鼠的大腦更具延展性，具有更大的「神經可塑性」。
許多其他研究已經表明，在高刺激環境中生活的小鼠在記憶測試中的表現優於在低刺激環境中生活小鼠。
該研究的通訊作者 Gerd Kempermann 表示，這種優異表現很可能是由於刺激環境中生活的小鼠的DNA甲基化水平更穩定。
最後，Gerd Kempermann 表示，雖然對於人類而言，生活方式如何影響行為，以及人類對外部環境刺激的反應方式，比小鼠要複雜得多，但人類與小鼠的基本表觀遺傳原理是一致的。
總的來說，高刺激環境具有預防和抵消老年動物大腦功能障礙的巨大潛力，包括突觸可塑性、海馬神經發生和認知能力。通過單核苷酸解析度的全基因組DNA甲基化測序，證明了高刺激環境還能恢復大腦海馬中大量與年齡相關的DNA甲基化變化。這些發現提供了一個潛在機制：與環境的積極互動，能夠在整個神功周期中支持和促進大腦功能。
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