Maternal programming of defensive responses through sustained effects on gene expression

Maternal programming of defensive responses through sustained effects on gene expression

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J Psychiatry Neurosci 2007;32(4):275-84

Josie Diorio, BSc; Michael J. Meaney, PhD

McGill Program for the Study of Behaviour, Genes and Environment, Douglas Hospital Research Centre, Departments of Psychiatry and Neurology and Neurosurgery, McGill University, Montréal, Que.

Abstract

There are profound maternal effects on individual differences in defensive responses in species ranging from plants to insects to birds. In this paper, we review data from the rat that suggest comparable forms of maternal effects on defensive responses to stress, which are mediated by the effects of variations in maternal behaviour on gene expression. Under conditions of environmental adversity, maternal effects enhance the capacity for defensive responses in the offspring. These effects appear to “program” emotional, cognitive and endocrine systems toward increased sensitivity to adversity. In environments with an increased level of adversity, such effects can be considered adaptive, enhancing the capacity for responses that have immediate adaptive value; the cost is an increased risk for multiple forms of pathology in later life.

Résumé

Il y a de profonds effets maternels sur les différences individuelles au niveau des réactions défensives chez des espèces allant des végétaux aux insectes et aux oiseaux. Dans cet article, nous étudions des données sur le rat qui indiquent des formes comparables d’effets maternels sur les réactions défensives face au stress, dont les facteurs médiateurs sont les effets des variations du comportement de la mère sur l’expression génique. Dans des conditions d’adversité environnementale, les effets maternels améliorent la capacité de réaction défensive chez les rejetons. Ces effets semblent «programmer» les systèmes affectif, cognitif et endocrinien pour les rendre plus sensibles à l’adversité. Dans des environnements où l’adversité est plus importante, on peut considérer que ces effets sont adaptatifs et améliorent la capacité de produire des réactions ayant une valeur adaptative immédiate, ce qui se fait au prix d’un risque accru de multiples formes de pathologies plus tard dans la vie.


Medical subject headings: corticotrophin-releasing factor; gene expression; hippocampus; postnatal care.

Competing interests: None declared.

Submitted Sept. 27, 2006; Accepted Oct. 5, 2006.

Correspondence to: Dr. Michael J. Meaney, Douglas Hospital Research Centre, 6875 Boul. LaSalle, Montréal QC H4H 1R3; fax 514 762-3034; michael.meaney@mcgill.ca