만성 스트레스는 정자를 변화시킨다.
스트레스가 생식 세포에 미치는 영향과 자손의 배아 발달

유전 스트레스 :
만성 스트레스는 남성의 정자 발달에 영향을 줄 수 있다. 스트레스 결과는 정자를 거쳐 분명히 자손에게 전달된다는 것이 생쥐 실험을 통해 확인됐다. 특히 배아의 뇌 발달을 변화시킨다. 나중에 뇌 기능과 정신 건강에 영향을 줄 수 있다고 연구원들은 설명했다. 

▲ 심리적 스트레스는 혈압을 높이고 비만과 심혈관 질환을 촉진시키거나 면역체계를 약화시킬 수 있다 Image by Gerd Altmann from Pixabay

만성 스트레스는 정신적으로뿐만 아니라 신체적으로도 심각한 결과를 초래할 수 있다.
무엇보다도 심리적 스트레스는 혈압을 높이고 비만과 심혈관 질환을 촉진시키거나 면역체계를 약화시킬 수 있다. 스트레스는 우리에게 흔적을 남길 뿐 아니라 때때로 우리의 자손에게도 영향을 미친다.

연구에 따르면 스트레스와 외상 결과는 부모에서 자녀와 손자에게 전달 될 수 있다.
스트레스는 정자를 통해 분명히 상속된다. 그 뒤에 있는 생물학적 메커니즘은 무엇일까?

정자 발달에 영향을 미칠까?

필라델피아의 펜실베이니아 대학교 (University of Pennsylvania)의 제니퍼 찬(Jennifer Chan)과 동료들은 소위 세포외 *소포가 스트레스 신호를 정자로 전달할 수 있다고 추정한다. 이러한 막 입자는 단백질, 핵산 및 다른 물질을 세포에서 세포로 수송하여 중요한 정보를 전달한다.
*소포: 세포내에 있는 막으로 둘러싸인, 직경 50nm 내외의 작은자루 모양의 구조

그들은 또한 생식 기관에서 대량으로 생산되며 정자 발달에 중요한 역할을 한다.
"세포외 소포는 세포 간 통신의 독특한 형태이며, 생식 세포의 정상적인 성숙을 포함하여 세포 과정과 기능에 중요한 신호를 전송한다.“ 

▲스트레스는 우리에게 흔적을 남길 뿐 아니라 때때로 우리의 자손에게도 영향을 미친다.  Image by Gerd Altmann from Pixabay

스트레스 변화 세포 간 대사

그의 이론이 올바른지 알아보기 위해 찬(Chan)과 그의 팀은 수컷 마우스를 스트레스 호르몬인 코르티코스테론(Corticosteron)으로 반복해서 처리했다. 이것이 설치류의 세포 외 소포에 영향을 줄까? 실제로, 스트레스 처리 후에 막 입자가 현저하게 변한다는 것이 명백해졌다. 축소되었을 뿐 아니라 내용도 변경됐다.

이것은 그들이 함유하는 단백질과 microRNA에서 특히 분명하다.
이러한 RNA 분자는 주로 세포에서 조절 기능을 수행하는 게놈의 짧은 사본이다.
과학자들은 “우리는 코르티코스테론 치료 후 microRNA의 발현 패턴에 상당한 변화가 있음을 발견했다.”고 보고했다.

지속 가능한 효과

놀라운 점은 동물들이 오랫동안 스트레스를 받지 않았고 몇 주 동안 회복될 수 있었지만 변화는 지속되었다. Chan과 그의 동료는“만성 스트레스의 결과로 지속 가능한 프로그램 방식의 변화가 분명하다.”고 주장한다.

이것이 정자와 자손에게 어떤 영향을 미칠까?
이것은 추가 실험으로 밝혀졌다. 만약 정자가 수정 전에 "스트레스 된"세포외 소포와 접촉하게 되면, 정자에서 생성된 생쥐 배아의 발달에 상당한 영향을 미쳤다.

변경된 뇌 발달

구체적으로, 연구자들은 초기 뇌 발달에 변화가 있음을 발견했다.
무엇보다도 시냅스 신호 전달과 신경 전달 물질의 수송에 중요한 역할을 하는 유전자에 눈에 띄는 영향이 있었다. “이것은 성인의 뇌 기능에 영향을 줄 수 있는 신경 발달의 중요한 변화를 말한다.”라고 팀은 설명한다.

면역 과정을 담당하는 유전자 그룹에도 변화가 있었다.
과학자들은 염증 및 면역 반응을 증가시키는 것으로 보이는 태반 조직의 변화를 확인했다. 

▲ 아버지가 임신 전에 만성적인 스트레스 단계를 경험했다면 자궁에서 아기의 뇌가 다르게 발달하는 것을 보여준다 Image by Gerd Altmann from Pixabay

자손에 대한 결과 불분명

볼티모어 메릴랜드 대학교(University of Maryland)의 공동저자 트레이시 베일(Tracey Bale)은 "우리의 연구는 아버지가 임신 전에 만성적인 스트레스 단계를 경험했다면 자궁에서 아기의 뇌가 다르게 발달하는 것을 보여준다"라고 말했다. "그러나 우리는 아직 이러한 차이점의 의미를 모른다."

예를 들어, 이것은 자손의 정신 문제에 대한 감수성을 증가시키거나 스트레스를 다루는 능력을 변화시키는가? 연구원들은 이미 후자의 증거를 발견했다. 영향을 받은 생쥐는 대조군 동물과 성인기의 심리적 스트레스에 다르게 반응하는 것으로 밝혀졌다.

인간의 정자에서도 스트레스 효과

유전된 스트레스가 미치는 결과가 어떤지 정확한 영향은 여전히 ​​불분명하지만, 아버지에 대한 만성 심리적 스트레스도 인간의 후손에 영향을 미칠 수 있음이 분명 해지고 있다.
과학자들은 학생들의 정자샘플을 분석했을 때 이것에 대한 분명한 증거를 발견했다.

자원 봉사자들은 6 개월에 걸쳐 매달 정액을 연구팀에 제공했다. 그리고 지난달 스트레스 경험을 다루는 설문지에 응답했다. 그 결과 지난 달에 스트레스를 많이 받은 학생들은 특히 microRNA 함량과 관련하여 정자에 변화가 나타났다.

차세대를 위한 휴식

메릴랜드 대학의 Albert Reece는“이 연구는 후성 유전학의 기본 메커니즘을 이해하는 데 중요한 단계이다”고 말했다. 코로나 바이러스 전염병의 심리적 영향을 언급하면서 베일은 “우리가 스트레스 수준을 낮추려고 노력해야 하는 이유는 여러 가지가 있다. 특히 평소보다 스트레스를 많이 받고 몇 달 더 집에 머물러야 하는 상황에서는”이라고 덧붙였다.

스트레스를 현명하게 다루면 정신 건강을 개선하고 다른 스트레스 관련 질병을 줄일 수 있다. 또한 미래 세대에 영향을 줄 수 있는 생식계에 대한 장기적인 영향을 줄이는 데 도움이 된다고 그녀는 결론 지었다.

(Nature Communications, 2020, doi : 10.1038 / s41467-020-15305-w)
출처 : 메릴랜드 대학교 의과 대학

[더사이언스플러스=문광주]

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