父亲受孕前的饮食可能会影响后代的健康
父亲使用多种机制将信息传递给下一代，其中包括一组对环境变化敏感的小非编码 RNA (sncRNA)。然而，目前尚不清楚附睾中的精子是否容易受到环境线索的影响。 现在，研究人员研究了父亲饮食对儿童健康的影响，特别是受孕前饮食的影响。他们使用了“两种不同的受孕前急性高脂饮食范例，以分析附睾和睾丸对精子 sncRNA 库和后代健康的贡献。” 研究人员重点研究了线粒体 tRNA（mt-tRNA）及其片段（mt-tsRNA），发现这些 RNA 通过调节基因表达在健康特征的遗传中发挥着关键作用。通过研究，他们发现附睾精子对环境敏感，而发育中的生殖细胞则不然。 这种线粒体 DNA (mt-DNA) 通过中间体 mt-RNA 在线粒体中产生蛋白质，并且通常从母亲遗传给后代。以前，人们认为父亲与后代线粒体的遗传组成无关。然而，最近的研究表明，精子在受精过程中会携带 mt-RNA 片段 (mt-tsRNA) 进入卵子。mt-tsRNA 在表观遗传学中发挥作用，调节早期胚胎中的基因表达：它们可以通过改变线粒体中某些基因的活性来间接影响后代的发育和健康。因此，父亲对线粒体的遗传印记有着重要但间接的影响，从而影响孩子的能量代谢。 本作品发表于 自然 在论文中，“饮食诱导和精子携带的线粒体 RNA 的表观遗传。” 研究人员在研究中使用了 LIFE Child 队列的数据，该队列包含来自 3,000 多个家庭的信息。分析表明，父亲的体重会影响孩子的体重及其对代谢疾病的易感性。这种影响独立于母亲体重、父母遗传或环境条件等其他因素而存在。 作者写道，在人类中，“精子中的 mt-tsRNA 与体重指数相关，父亲在受孕时超重会使后代肥胖风险加倍，并损害代谢健康。” 研究人员还给小鼠喂食高脂肪食物。这对动物的生殖器官产生了影响，包括附睾——雄性生殖系统中新形成的精子成熟的区域。 “我们的研究表明，小鼠附睾中接触高脂肪饮食的精子会导致其后代患代谢疾病的倾向增加，”亥姆霍兹慕尼黑实验遗传学研究所环境表观遗传学组首席研究员 Raffaele Teperino 博士说。 此外，作者指出，对涉及线粒体功能基因的突变小鼠精子 sncRNA 测序，以及对其野生型后代的代谢表型分析表明，mt-tsRNA 的上调是线粒体功能障碍的下游。 当使用接受过高脂肪饮食的小鼠的精子通过体外受精产生胚胎时，他们发现这些精子中的 mt-tsRNA 在早期胚胎中显著影响基因表达。这反过来又影响后代的发育和健康。 更具体地说，他们指出“遗传混合的双细胞胚胎的单胚胎转录组学证明，在受精时，mt-tRNA 从精子转移到卵母细胞，并表明它们参与了早期胚胎转录的控制。” “我们的假设是，生命过程中获得的表型，如糖尿病和肥胖症，是通过表观遗传机制在几代人之间传递的，这项研究进一步证实了这一假设。在这里，表观遗传学充当了环境和基因组之间的分子联系，甚至跨越了代际界限。这不仅通过母系发生，而且正如我们的研究结果表明的那样，也通过父系发生，”亥姆霍兹慕尼黑研究主任 Martin Hrabě de Angelis 博士解释说。 […]
研究发现父亲受孕前的饮食会影响孩子的代谢健康
在最近发表在期刊上的一篇评论中 自然一组研究人员调查了孕前高脂饮食 (HFD) 如何影响附睾精子以及线粒体转移的作用 核糖核酸 (mt-tRNA) 影响后代的代谢健康。 学习： 饮食诱导和精子携带的线粒体RNA的表观遗传图片来源：Prostock-studio / Shutterstock 背景 除了孟德尔遗传，父亲还使用其他途径进行代际信息传递，包括成熟精子中复杂、动态且对环境敏感的小型非编码 RNA (sncRNA) 库，这些 RNA 会影响胚胎发育和成年表型。精子的产生涉及精子发生和附睾成熟，这两者都是环境易感性的潜在窗口。需要进一步研究以充分了解饮食引起的精子表观遗传变化背后的机制及其对后代健康的长期影响。 附睾精子对饮食的敏感性 为了研究附睾精子如何应对环境影响，并辨别附睾和精子发生信息对父系代际影响的贡献，该团队对 6 周大的雄性小鼠进行了一项实验。这些小鼠被喂食 HFD 或低脂饮食 (LFD) 两周。在这次饮食挑战之后，一些接受治疗的雄性直接与未暴露的雌性交配以产生 F1 代（早期高脂饮食 (eHFD) 组）。其他雄性首先被允许交配以清除附睾，然后恢复正常饮食 4 周后再交配（标准高脂饮食 (sHFD) 组）。 对精子发生和生殖适应性的影响 HFD 喂养不会影响精子发生或男性生殖健康。睾丸组织学、曲细精管直径、精子活力以及成功受精率和植入前发育率证实了这一点。圆形精子细胞和睾丸的批量和单细胞转录组分析均表明精子发生正常，HFD 的影响最小。 HFD 对体重和葡萄糖耐量的影响 两周的 HFD 暴露导致暴露小鼠的体重和肥胖程度略有增加，全身葡萄糖耐受性降低。这些表型在 4 周的常规饮食后发生逆转。值得注意的是，两周的 HFD 挑战不会影响后代的体重或体质，但会导致约 30% 的雄性后代出现葡萄糖不耐受。这种葡萄糖不耐受在不同的群体中是一致的，并且随着时间的推移保持稳定。sHFD 组的后代体重、体质或葡萄糖耐受性没有变化。 后代的转录特征 父亲的体重指数 (BMI) 与后代的健康 mt-tRNA […]
关于父亲受孕前饮食如何影响孩子健康的新见解
慕尼黑亥姆霍兹大学和德国糖尿病研究中心最近开展的一项研究提供了新的见解，表明父亲的饮食和超重在怀孕前如何影响孩子的健康。研究结果可以帮助希望成为父亲的男性制定预防性健康措施：父亲的饮食越健康，他们的孩子在以后的生活中患肥胖症或糖尿病等疾病的风险就越低。 慕尼黑亥姆霍兹“环境表观遗传学”研究小组负责人 Raffaele Teperino 博士及其研究团队研究了父亲饮食对儿童健康的影响，特别是受孕前饮食的影响。研究人员重点研究了精子中的特殊小 RNA 分子，即线粒体 tRNA 片段（mt-tsRNA，见背景）。这些 RNA 通过调节基因表达，在健康特征的遗传中发挥关键作用。 研究人员在研究中使用了 LIFE Child 队列的数据，该队列包含来自 3,000 多个家庭的信息。分析表明，父亲的体重会影响孩子的体重及其对代谢疾病的易感性。这种影响独立于母亲体重、父母遗传或环境条件等其他因素而存在。 父亲的饮食影响孩子 为了验证分析结果，研究小组随后对小鼠进行了实验。这些小鼠被喂食高脂肪饮食，即脂肪含量高于正常饮食的食物。这对动物的生殖器官产生了影响，包括附睾。附睾是雄性生殖系统中新形成的精子成熟的区域。“我们的研究表明，小鼠附睾中接触高脂肪饮食的精子会导致后代患代谢疾病的倾向增加，”Raffaele Teperino 说。 为了深化研究成果，研究小组在实验室进行了进一步研究。他们通过体外受精（“在试管中”受精）制造胚胎。当 Teperino 的团队使用接触过高脂肪饮食的小鼠的精子时，他们发现这些精子中的 mt-tsRNA 在早期胚胎中显著影响基因表达。这反过来又影响后代的发育和健康。 我们的假设是，生命过程中获得的表型，如糖尿病和肥胖症，是通过表观遗传机制在几代人之间传递的，这项研究进一步证实了这一假设。在这里，表观遗传学充当了环境和基因组之间的分子联系，甚至跨越了代际界限。这不仅通过母系发生，而且正如我们的研究结果表明的那样，也通过父系发生。” 研究报告合著者、慕尼黑亥姆霍兹大学研究主任 Martin Hrabě de Angelis 教授 为想要成为父亲的男性提供预防保健 亥姆霍兹慕尼黑研究人员的研究结果强调了父亲在怀孕前的健康所起的作用，并为预防保健提供了新方法：“我们的研究结果表明，希望成为父亲的男性应该更加关注预防保健，并应为此制定计划，特别是在饮食方面，”Teperino 说。“这可以降低儿童患肥胖症和糖尿病等疾病的风险。” 背景：父亲的间接影响 线粒体通常被称为细胞的“动力源”。它们有自己的 DNA，独立于细胞核中的 DNA。这种线粒体 DNA (mt-DNA) 通过中间体 mt-RNA 在线粒体中产生蛋白质，并且通常从母亲遗传给后代。以前，人们认为父亲与后代线粒体的遗传组成无关。然而，最近的研究表明，精子在受精过程中会将 mt-RNA 片段（“mt-tsRNA”）带入卵子。mt-tsRNA 在表观遗传学中发挥作用，调节早期胚胎的基因表达：它们可以通过改变线粒体中某些基因的活性来间接影响后代的发育和健康。因此，父亲对线粒体的遗传印记以及由此对其子女的能量代谢具有重要（尽管是间接）的影响。 来源： 亥姆霍兹慕尼黑（德国亥姆霍兹慕尼黑环境健康研究中心 (GmbH)） 期刊参考： 他已经拿走了。， 等人. (2024). […]