饮食影响精子和后代的健康

来源：News Medical | 作者： Liji Thomas| 编译：聚生物 | 时间：2020-3-19

一项发表在2020年3月的《分子细胞》(Molecular Cell)杂志上的新研究报告称，父母的饮食是后代未来新陈代谢健康的一个关键因素。

健康与疾病发育起源假说

众所周知，如果父母吃蛋白质不足或脂肪含量高的饮食，他们就为后代的代谢紊乱奠定了基础。目前在老鼠身上的研究增加了导致这种情况发生的分子机制的认知。

一些科学家遵循健康与疾病的发育起源的理论，其中父母压力、产前饮食操作等因素是其子女成年后疾病发展的关键。这有一些实验支持，因为研究表明，除了遗传因素外，环境因素在决定后代成年健康方面也发挥了重要作用。一个特别重要的产前暴露情况是父母食用低蛋白饮食，这与儿童未来的代谢紊乱有关。

饮食暴露的工作方式是通过表观遗传调节。这是指在不改变基因本身结构的情况下，由附着在DNA分子上的不同侧基的改变介导的各种基因表达水平的变化。这一机制的实际作用尚不清楚，是本研究的动机。

本研究

目前的研究在老鼠模型中观察了父母的饮食和未来后代的健康情况。科学家们给雄性和雌性老鼠喂食两种食物，一种是普通的老鼠食物，另一种是缺乏足够蛋白质的食物。然后让老鼠交配，让它们的后代长大成人。

他们还用缺乏一个基因拷贝的工程基因组的雄性小鼠重复了这个实验，这个基因编码一种叫做ATF7的转录因子，因此，ATF7是决定一个基因在任何给定时间的活动状态的基因之一。

研究结果

科学家们发现，在两组成年子女中，肝脏中的数百个基因以不同的水平表达。这些基因中有许多调节体内胆固醇代谢的不同步骤。

然而，当ATF7基因在雄性小鼠中只有一个拷贝时，所产生的后代表现出了与正常雄性小鼠相同的基因表达模式。

科学家们认为，这一发现表明，雄性老鼠父代的饮食对未来成年后代的健康有影响。事实上，在受孕后，父亲不能改变后代的新陈代谢，这意味着这些结果可能是由来自父亲的精子中携带的DNA的表观遗传改变造成的。而ATF7基因缺失后，基因表达模式没有发生有害变化，说明该蛋白在这一过程中起着至关重要的作用。

父母的饮食影响精子的表观遗传状态和后代的健康。图片来源:RIKEN

事实上，研究人员接着检查了精子细胞的基因组中是否有ATF7明确调控的基因。这包括肝细胞内脂肪代谢和胆固醇生成的基因。

结果很有趣：在低蛋白饮食的雄性小鼠中，精子细胞内的ATF7不能与它们应该调控的基因紧密结合。结果，某些组蛋白发生了特殊的变化，它们是附着在DNA链上稳定DNA链的基本蛋白质。组蛋白的改变导致了ATF7不能在精子内调节的基因的“开启”，而这些基因通常被认为是关闭的。

RIKEN Cluster for foreadering Research（CPR）的研究员石井俊介（Shunsuke Ishii）指出：“最令人惊讶和兴奋的发现是，父亲低蛋白饮食诱导的表观遗传变化到精子发生过程中维持在成熟精子中，并传递给下一代。”

启示

因此，对老鼠的研究为健康和疾病的发育起源假说提供了支持，同时也揭示了营养失衡的类型，这种营养失衡可能导致后代患上糖尿病等生活方式疾病。更重要的是，对精子细胞表观遗传变化的评估将使我们有可能预测下一代的代谢功能障碍类型。

研究人员总结说：“我们希望人们，特别是那些选择性营养不良的人，在为下一代做计划时，会更加注意饮食。我们的研究结果表明，蛋白质多、脂肪少的饮食不仅对每个人的身体都更健康，而且对精子和潜在儿童的健康也更有利。”

Source：

https://www.news-medical.net/news/20200319/Diet-affects-sperm-and-the-health-of-offspring.aspx

Journal reference:

Keisuke Yoshida, Toshio Maekawa, Nhung Hong Ly, Shin-ichiro Fujita, Masafumi Muratani, Minami Ando, Yuki Katou, Hiromitsu Araki, Fumihito Miura, Katsuhiko Shirahige, Mariko Okada, Takashi Ito, Bruno Chatton, Shunsuke Ishii, ATF7-Dependent Epigenetic Changes Are Required for the Intergenerational Effect of a Paternal Low-Protein Diet, Molecular Cell, 2020, http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1097276520301489

郑重声明：本网所有文章（包括图片和音视频资料）系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者。不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。所有文章版权归原作者所有,且仅代表作者观点，不代表本站立场。如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，谢谢。