PNAS：父亲压力大会影响后代大脑发育

　　

生物通报道：近几年来人们逐渐意识到，父母的生活经历能使生殖细胞发生表观遗传学改变，决定其后代的身体健康和行为模式。宾夕法尼亚大学的科学家们日前发现，父亲经受的压力会改变精子中的miRNA，进而影响其后代的大脑发育。这项研究发表在十月十九日的美国国家科学院院刊PNAS杂志上。

Tracy Bale及其同事给雄性小鼠施加不同的压力，比如让它们接触狐狸的气味，把它们限制在管子里或者给它们听白噪声。这些小鼠的后代在面对压力条件时，释放出的皮质酮会变少。这一现象被称为下丘脑—垂体—肾上腺轴灵敏度下降。

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研究人员发现，压力条件使父本小鼠精子中的九种miRNA增多。他们将这些miRNA注入正常小鼠的受精卵，并把受精卵植入雌性小鼠体内使其成熟。研究显示，受精卵生成的小鼠与压力小鼠的后代非常相似，在应激情况下释放的皮质酮都比较少。进一步研究表明，注入九种miRNA敲低了受精卵中特定基因的表达，将父亲感受到的压力传递给了后代。

研究人员还在受精卵生成的小鼠中，检测了下丘脑的基因表达情况。“下丘脑涉及了个体生存的方方面面，包括进食、睡眠、昼夜节律、压力和生殖，”Bale说。他们发现，下丘脑中与胶原和细胞外基质有关的多种基因出现下调。这些基因可以改变血脑屏障的通透性，调节下丘脑对血液信号的敏感性。（延伸阅读：PNAS：父亲的压力对后代有利）

这项研究告诉我们，压力条件会通过父亲的精子miRNA下调受精卵中特定基因的表达。但研究人员目前还不清楚后代小鼠的压力应答是如何受到影响的。与DNA甲基化或染色质修饰不同，哺乳动物的miRNA水平不能在细胞分裂中代代传递。

下一步研究人员将深入探索与此有关的表观遗传学改变，揭示压力条件改变精子miRNA的具体机制，并且明确这种改变是否能够持续三代。

 

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文：A.B. Rogers et al., “Transgenerational epigenetic programming via sperm microRNA recapitulates effects of paternal stress,” PNAS, doi:10.1073/pnas.1508347112, 2015.