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圖片來源：Pixabay

父親的很多習(xí)慣、生活方式會(huì)對(duì)孩子產(chǎn)生影響，例如年齡、壓力、飲食，都與后代健康、行為有關(guān)，甚至于關(guān)聯(lián)某些疾病的風(fēng)險(xiǎn)。現(xiàn)在，兩項(xiàng)以小鼠為模型的研究揭示，爸爸鍛煉、吸煙與否，會(huì)影響精子質(zhì)量，進(jìn)而影響下一代、下下代的健康。

不運(yùn)動(dòng)的爸爸：影響后代肥胖、糖尿病風(fēng)險(xiǎn)

This exercising mouse is helping itself and its offspring, a new study suggests. ISTOCK./DRA_SCHWARTZ

來自俄亥俄州立大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Kristin Stanford教授和團(tuán)隊(duì)以小鼠為模型發(fā)現(xiàn)，父親在懷孕前的運(yùn)動(dòng)量可能會(huì)對(duì)孩子的新陳代謝健康產(chǎn)生持久的影響。相比于不運(yùn)動(dòng)的雄性小鼠，堅(jiān)持鍛煉的雄性小鼠更容易生育出健康的后代。

雖然這一結(jié)果是否適用于人類還不確定，但是科學(xué)家們支持“鍛煉有利于后代”的觀念。相關(guān)研究成果以“Paternal Exercise Improves Glucose Metabolism in Adult Offspring”為題發(fā)表在《Diabetes》期刊。

doi.org/10.2337/db18-0667

研究團(tuán)隊(duì)給小鼠喂食高脂肪食物3周，這些小鼠會(huì)被分成兩組：一組小鼠會(huì)被放入有轉(zhuǎn)輪的裝置中，平均每晚會(huì)跑近6公里。而另一組小鼠則屬于“久坐不動(dòng)”型（couch potatoes）。他們會(huì)解剖一些小鼠已獲得精子樣本，剩余的小鼠會(huì)與正常雌鼠生育下一代。

研究人員對(duì)小小鼠一直隨訪至1歲（相當(dāng)于中年小鼠）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鍛煉雄鼠生育的后代表現(xiàn)出更好的控制血糖、胰島素較低水平的能力，這意味著它們的新陳代謝能力良好。相反，不運(yùn)動(dòng)的肥胖雄鼠生育的小鼠含有更多的脂肪，且葡萄糖耐受不良。

進(jìn)一步分析雄鼠的精子細(xì)胞，研究人員發(fā)現(xiàn)，懶惰爸爸的精子中含有轉(zhuǎn)運(yùn)RNA碎片。這些分子（完整時(shí)）對(duì)于蛋白質(zhì)合成很重要，但是碎片化的RNA如何發(fā)揮作用依然是個(gè)謎，有學(xué)者推測(cè)它們可能影響蛋白產(chǎn)量。相比之下，堅(jiān)持鍛煉爸爸的精子中含有較少的RNA片段。

Kristin Stanford團(tuán)隊(duì)尚不清楚RNA碎片如何影響后代的新陳代謝。但是他們推測(cè)，部分碎片會(huì)在懷孕早期就改變胚胎的成長(zhǎng)和發(fā)育。而且，通過對(duì)小小鼠長(zhǎng)達(dá)一年的隨訪，研究人員預(yù)估，這種影響可能“涵蓋了后代的一生”。

這項(xiàng)研究有意思的地方是：爸爸們攝取高脂肪食物會(huì)影響后代的新陳代謝，但是鍛煉可以抵消這種影響——當(dāng)雄鼠鍛煉，即使仍然食用高脂肪食物，它們的后代在成年后的新陳代謝健康依然會(huì)得到改善。

“成年男性肥胖，會(huì)影響精子數(shù)量、質(zhì)量，甚至以降低懷疑受孕率。現(xiàn)在這項(xiàng)研究提醒我們，運(yùn)動(dòng)或許可以改變這方面的影響。”研究人員解釋道。

吸煙的爸爸：關(guān)聯(lián)下一代、下下代健康

Father’s nicotine exposure may cause behavioral problems in future generations of his children. （圖片來源：Duke Health）

在另一篇研究中，大家關(guān)注的是“尼古丁”，也就是吸煙問題。之前研究已經(jīng)表明，孕婦吸煙會(huì)增加其后代的行為障礙風(fēng)險(xiǎn)。但是實(shí)際上，吸煙在男性中遠(yuǎn)遠(yuǎn)比女性更普遍。

近日，來自佛羅里達(dá)州立大學(xué)醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，男性接觸尼古丁可能會(huì)導(dǎo)致其子女、孫輩出現(xiàn)認(rèn)知缺陷。這一研究以“Nicotine exposure of male mice produces behavioral impairment in multiple generations of descendants”為題發(fā)表在《PLOS Biology》期刊。

doi.org/10.1371/journal.pbio.2006497

研究團(tuán)隊(duì)同樣以小鼠為模型，在雄性小鼠的飲用水中添加尼古丁。喂食12周后，這些小鼠會(huì)與雌性小鼠進(jìn)行“繁衍子嗣”的事，由它們生育的小小鼠（F1代）會(huì)與未接觸尼古丁的另一半生育F2代。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，無論雌雄，F1代小鼠都表現(xiàn)出自發(fā)運(yùn)動(dòng)能力和逆反學(xué)習(xí)能力的缺陷。其中，雄性后代在注意力、大腦單胺含量和多巴胺受體mRNA表達(dá)方面也表現(xiàn)出明顯的缺陷。此外，雖然F1代小鼠攜帶的明顯的多動(dòng)、注意力缺陷表現(xiàn)并沒有遺傳給F2代，但是雄性F2代小鼠在逆反學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出缺陷。

“在分析來自父親的精子時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)多個(gè)基因發(fā)生了表觀遺傳變化。”文章作者、佛羅里達(dá)州立大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員Deirdre MCarthy解釋道。特別是，多巴胺D2受體基因的啟動(dòng)子DNA甲基化發(fā)生了變化。該受體在神經(jīng)發(fā)育過程中起著關(guān)鍵作用。研究人員推測(cè)，這可能是后代認(rèn)知缺陷的來源。

總而言之，尼古丁的存在會(huì)導(dǎo)致精子細(xì)胞基因發(fā)生表觀遺傳變化，從而很有可能影響后代關(guān)鍵的神經(jīng)發(fā)育通路，終引發(fā)多動(dòng)癥、注意力缺陷和認(rèn)知問題（人類注意力缺陷多動(dòng)癥ADHD、自閉癥譜系障礙的典型癥狀）。甚至于，孫輩也會(huì)受此影響而出現(xiàn)學(xué)習(xí)障礙。這表明，與尼古丁關(guān)聯(lián)的一些有害影響可以代代相傳。

值得注意的是，只有一些明顯的F1代缺陷會(huì)遺傳給F2雄性小鼠。這意味著，至少尼古丁暴露的一些有害影響可能是暫時(shí)的。

研究人員認(rèn)為，這些結(jié)果可以外推至人類身上。“這些數(shù)據(jù)表明，一些兒童和成年人的認(rèn)知障礙可能可以追溯至上一代、上上代。” 佛羅里達(dá)州立大學(xué)醫(yī)學(xué)院的神經(jīng)科學(xué)教授Pradeep Bhide表示道，“上世紀(jì)40、50、60年代，吸煙比現(xiàn)在更普遍，更容易被人們所接受。”

責(zé)編：悠然

參考資料：

When fathers exercise, their future offspring may benefit, mouse study suggests

Dads' Exercise and Nicotine Exposure Affect Children's Cognitive and Metabolic Health

Paternal Exercise Improves Glucose Metabolism in Adult Offspring

Nicotine exposure of male mice produces behavioral impairment in multiple generations of descendants