父亲饮酒对后代行为影响几何?这项研究有新发现

【字体: 时间:2025年02月28日 来源:Alcohol 2.5

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  来自德克萨斯农工大学的研究人员,通过建立多重小鼠模型研究亲代饮酒对后代行为影响,发现双亲饮酒影响或超单亲,为 FASD 研究提供新思路。

  胎儿酒精谱系障碍(Fetal alcohol spectrum disorders,FASDs)涵盖了一系列从学习记忆方面的细微困难到与胎儿酒精综合征(Fetal alcohol syndrome,FAS)相关的严重颅面和中枢神经系统结构出生缺陷等发育性残疾和医学状况。虽然 FASDs 被认为是母亲在怀孕期间饮酒所致,但许多接触酒精的胎儿并不会出现 FASD 症状,甚至同时接触酒精的异卵双胞胎也可能出现截然不同的 FASD 结果。因此,尽管母亲饮酒无疑会促进 FASD 的发展,但研究人员和临床医生尚未确定影响 FASD 外显率和严重程度的所有因素。
与发育毒理学的许多其他研究领域一样,对酒精致畸作用的研究一直认为孕期母亲接触酒精最为重要。相比之下,其他因素,包括孕前父亲饮酒,除了社会影响外,被认为几乎没有影响。然而,新兴的临床和临床前研究对这一长期存在的假设提出了挑战。例如,最近的临床研究表明,父亲饮酒会影响胎儿生长,与后代先天性心脏病和产后死亡风险增加有关,而且孕前男性饮酒与孩子患小头畸形的几率更高相关,而孕前母亲饮酒则无此关联。尽管有这些新研究,但所有关于酒精的宣传信息仍然只针对女性,临床前生物医学研究也只强调母亲接触酒精的情况。

最近,研究人员开发了一种多重小鼠模型,以对比母亲、父亲和双亲饮酒对后代发育的影响。这些研究表明,男性饮酒可能会导致与酒精相关的颅面异常,而且母亲和父亲饮酒都可能改变后代一生中与酒精相关的健康状况。值得注意的是,这些研究还表明,母亲和父亲饮酒在推动某些与酒精相关的表型发展中存在相互作用,双亲饮酒后代的疾病标志物超过了仅由母亲或父亲饮酒所导致的水平。由于母亲饮酒与父亲饮酒相关,因此需要更多研究来了解双亲饮酒如何影响 FASD 结果的变异性和外显率。

在美国,目前估计多达二十分之一的学龄儿童可能患有 FASDs,而且受影响的个体更容易出现多动、注意力不集中和心理健康问题,包括焦虑和抑郁。同样,使用啮齿动物模型的研究表明,孕期接触酒精也会诱发许多这些症状,包括多动和类似焦虑的行为。然而,父亲饮酒是否与母亲饮酒相互作用从而影响后代行为还不太清楚。

多个研究小组利用小鼠和大鼠模型的研究表明,父亲饮酒也会导致行为表型的变化,包括时空学习、寻求新奇行为、冲动性、饮酒偏好和敏感性以及应激反应的改变。然而,与研究孕期接触酒精的啮齿动物模型一样,研究父亲接触酒精对行为结果影响的研究也报告了广泛不一致的结果,一些研究表明存在性别依赖性变化,而另一些研究则发现了相反的效果。

研究人员目前的研究表明,长期的父亲饮酒与后代持久的线粒体功能障碍相关,这种功能障碍在胎儿发育期间首次出现,并持续到中年。临床和生物医学研究表明,线粒体功能障碍是焦虑和抑郁相关行为的重要调节因素。因此,本研究的目的是利用多重模型比较母亲和父亲接触酒精模型的基本行为指标,并确定双亲饮酒是否会导致相加或不同的行为结果。由于很大一部分 FASD 人群符合焦虑症的标准,而且与酒精相关的学习、记忆和冲动性缺陷是公认的 FASD 症状,研究人员采用了成熟的检测方法来评估这些特征。具体来说,研究人员使用旷场实验、筑巢材料撕咬实验、埋珠实验和新物体识别实验对后代进行了测试。先前的研究表明,适度的孕期酒精暴露会诱发类似焦虑的行为,这种行为在青春期很容易观察到,但在成年后会减弱。因此,研究人员将行为评估重点放在了中晚期青春期的后代身上。

所有实验均按照德克萨斯农工大学实验动物使用与管理委员会(Institutional Animal Care and Use Committee,IACUC)批准的动物使用协议 IACUC 2020 - 0211 进行,并且遵循德克萨斯农工大学 IACUC 和美国国家研究委员会《实验动物饲养与使用指南》的指导方针和规定。研究人员按照动物研究:体内实验报告规范(Animal Research: Reporting of In Vivo Experiments,ARRIVE)指南报告数据。

为了比较母亲和父亲接触酒精模型的基本行为指标,并确定双亲饮酒对行为结果是否有相加或不同的影响,研究人员采用了 2×2 交配范式,比较了来自对照、母亲饮酒(Mat - Exp)、父亲饮酒(Pat - Exp)和双亲饮酒(Dual - Exp)酒精(EtOH)暴露模型的后代。研究人员未观察到每周液体消耗量存在任何差异。

人们越来越关注了解母亲和父亲接触酒精对后代健康的持久影响。虽然在人类中研究表观遗传机制具有挑战性,但流行病学研究清楚地表明,父母接触酒精会影响后代的身心健康。由于父母通常生活在相同的环境中,研究人员和临床医生现在必须考虑双亲饮酒之间潜在的累积相互作用。

Kara N. Thomas:撰写 - 评审与编辑、撰写 - 初稿、调查、形式分析、概念化;Alison Basel:撰写 - 评审与编辑、撰写 - 初稿、可视化、调查、形式分析;Hayden Reitz:撰写 - 评审与编辑、调查;Rachel Toler:撰写 - 评审与编辑、调查;Kelly R. Thomas:撰写 - 评审与编辑、调查;Luke J. Dotson:撰写 - 评审与编辑、调查;Tyler Brown:撰写 - 评审。

动物饲养:Kara N Thomas、Hayden Reitz、Kelly R Thomas、Luke Dotson、Alison Basel;行为检测和数据分析:Kara N Thomas、Rachel Toler、Hayden Reitz、Kelly R Thomas、Luke Dotson、Tyler Brown 和 Alan Nguyen Pham;分析与统计:Kara N Thomas、Alison Basel、Siara K Rouzer 和 Michael C Golding;监督和资金支持:Rajesh C. Miranda 和 Michael C Golding。

这项工作得到了美国国立卫生研究院(NIH)国家酒精滥用与酒精中毒研究所(NIAAA)授予 Michael C Golding 的 R01AA028219 号资助,以及德克萨斯农工大学兽医学与生物医学科学培训生奖(授予 Kara N Thomas)。
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