《Nature》父亲的饮食会影响他的精子和儿子的健康

一只雄性小鼠的饮食会在它的精子中的某些RNA分子上留下印记。小鼠吃高脂肪食物的小鼠父亲和身体质量指数高的人类父亲的后代都有代谢紊乱。

　　

一项对小鼠和人类的研究表明，父亲的精子会记录下他的饮食习惯，而这一记录会影响他儿子的新陈代谢。

研究发现，给雄性小鼠高脂肪饮食会提高它们精子中某些类型RNA的水平。研究还表明，食用这种不健康饮食的雄性小鼠的雄性后代会出现代谢问题，比如葡萄糖耐受不良，这是糖尿病的一种特征。根据流行病学分析，身体质量指数(BMI)高的人类父亲的儿子也表现出类似的问题。

这项研究发表在6月6日的《Nature》杂志上。

用精子写的

研究表明，母亲可以将代谢特征传递给后代。至于父亲，盐湖城犹他大学医学院的生殖生物学研究员Qi Chen和他的团队在2016年发现，将高脂肪饮食的父亲的精子RNA注入受精卵后，会发育成患有代谢紊乱的小鼠。研究表明，父母饮食的连锁反应不是由后代基因组的变化引起的，而是由他们的“表观基因组”——悬挂在DNA上的化学标签及其相关蛋白质的集合引起的。

在《Nature》杂志的研究中，雄性小鼠吃了两周的高脂肪食物。该研究的作者发现，这种养生法导致了精子线粒体中一种RNA的变化——线粒体是细胞内产生能量的结构。受影响的分子被称为转移RNA，是将DNA转录成蛋白质过程中的中间产物。

特别是，吃高脂肪食物的小鼠的精子比吃低脂肪食物的小鼠的精子有更多的短片段转移RNA。这样的RNA片段可以作为基因组的表观遗传调节剂——例如，提高或降低某些线粒体基因的活性。

强调线粒体

该研究的主要作者、德国慕尼黑亥姆霍兹中心的环境表观遗传学研究员Raffaele Teperino说，研究结果是有道理的:高脂肪饮食会对线粒体造成压力。当受到压力时，线粒体会制造更多的RNA来产生更多的能量。

没有参与这项研究的Chen说，线粒体的反应是一种权衡。线粒体活性的增加使精子有足够的活力游向卵子，但额外的线粒体rna也会从父亲传给胚胎，改变胚胎从父亲那里得到的信息，损害胚胎的健康。

Teperino的研究小组不仅观察了细胞，还观察了父亲超重的人和父亲吃高脂肪食物的小鼠的健康状况。研究人员发现，在后一组中，约30%的人患有代谢紊乱。进一步的实验表明，这些小鼠的后代比低脂饮食的小鼠父亲的儿子有更多的线粒体tRNA。作者还分析了3431名人类儿童的数据，发现父亲在受孕时的身体质量指数较高，与后代代谢健康状况较差有关。

断断续续的证据

这项研究的一个技术限制是，用于某些实验的测序方法只能检测整个RNA分子。正因为如此，该研究无法证明碎片化的RNA是否从父亲转移到胚胎。“我们假设碎片也被转移了，但我们无法证明这一点，”Teperino说。

事实上，研究中的小鼠父亲只把代谢问题传给了雄性后代——这与他在2016年发表的论文一致——这一点特别吸引Chen。“这表明X精子和Y精子携带着不同的信息，”他说。他说，为什么X和Y精子会这样做是“未来研究的一个很好的问题”。

Chen说，这项研究意味着，如果你制造精子，“你应该吃得健康。它会影响你精子中携带的信息。这会影响到你的后代。”