Transl Psychiat:首份证据!父亲的压力,或可遗传给孩子

2018-05-30 风铃 生物探索

压力会遗传?5月23日,一篇发表在Translational Psychiatry期刊的文章第一次表明,早期生活压力会改变男性精子的miRNA表达水平。而且,小鼠试验证实,这种压力的负面影响会遗传给后代。

4月,Science期刊曾发表一篇文章揭示,父亲的非编码DNA突变可能会导致后代发生自闭症,一时间引起大家广泛的关注。现在, 在这一篇以“Reduced levels of miRNAs 449 and 34 in sperm of mice and men exposed to early life stress”为题的研究中,来自于美国塔夫茨大学的科学家们发现,童年生活的一些创伤会增加未来身体或者精神出现健康问题的风险,而且,这一由环境诱导的压力会通过改变精子的miRNA水平,传递给下一代!

塔夫茨大学医学院的Larry Feig教授带领团队利用不良童年经历(Adverse Childhood Experiences,ACE)问卷对男性早期生活的创伤经历进行调研。ACE调查问卷包含10道“是与否”的问题,主要是关于18岁之前个人的受创经历,包括身体、语言、性虐待以及身体或者情感上受到忽视。此外,还有关于家庭成员的调查问题。

如果问卷回答中有4个及以上的肯定回答(yes),意味着未来发生身体、精神健康问题的风险会显著增加。根据2014年发布的一项儿童趋势研究显示,约10%的人存在这样的风险。这是一个相当高的比例。


doi:10.1038/s41398-018-0146-2

压力影响精子miRNA水平

miRNA的一类非编码单链RNA分子,负责调控不同基因的表达。在已有的研究中,人类精子的miRNA表达受环境影响,例如吸烟、肥胖,但是迄今为止并没有关于压力与miRNA的研究。科学家们认为受精过程精子只会传递DNA进入母亲的卵细胞,但是小鼠模型却发现,精子同样会将miRNAs传递给下一代。

在这项新研究中,科学家们以28名白人男性志愿者为研究对象,发现他们精子中有两个miRNA——miR-449 和 miR-34的表达量与他们的ACE分数成反比。相比于受伤最少的男性,童年受伤严重(ACE分数最高)的男性,其精子中的miR-449 和 miR-34水平下降了300倍。

负面影响会遗传?

这一变化是否会影响下一代?研究团队以小鼠为模型,进行了相关验证,并得出了助力“肯定”回答的相关证据:

1)跟人类一样,雄鼠精子的miRNA同样也受早期环境压力的影响。而且,Larry Feig团队之前已经发现,雄性小鼠的压力至少会影响3代,并导致焦虑和社会性缺陷。

2)在小鼠中,miR-449 和 miR-34会协同工作,促进大脑和精子的正常发育。对于人类而言,miR-34c同样参与早期胚胎的发育。

3)小鼠研究表明,这些精子miRNA水平的下降会传递给下一代。而且,雄性后代的精子同样会出现特定miRNA低表达的现象,这意味着,它们会将压力影响继续传递给后代。

“这项研究首次表明了压力与人类精子miRNA表达水平改变有关。目前,我们正在扩大研究规模。这些试验将可能会进一步支持这一观点,即精子miRNA水平的变化会增加几代人发生压力相关疾病的风险。”David Dickson表示道。

逆转环境影响

Larry Feig教授希望,未来,科学家们或许可以找到一种方法阻止这一表观遗传,即类似于通过减肥手术或者体重恢复逆转肥胖对于男性精子中特定miRNA水平的影响。

此外,Isabelle Mansuy实验室证实,通过将小鼠放置于“精彩的环境”中(enriched environment,例如社交活动丰富、探索周围环境机会多)可以逆转一些压力负面影响的遗传。

Larry Feig教授认为,除了关注压力背后的遗传影响之外,医生们还应该主动收集关于童年创伤的信息,从而帮助患者。“因为早期压力会增加未来生病的风险。但是有些人会无法准确回答ACE问题,特别是在不匿名的情况下。所以如果确定与早期创伤直接相关的分子标志物,例如精子中的miRNA表达水平,就可以在一定程度上补充ACE调查,进而采取积极的预防措施。”他解释道。

原始出处:

David A. Dickson, Jessica K. Paulus, Virginia Mensah, et.al. Reduced levels of miRNAs 449 and 34 in sperm of mice and men exposed to early life stress. Translational Psychiatryvolume 8, Article number: 101 (2018)

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