首份證據!父親的壓力,或可遺傳給孩子

圖片來源:Pixabay

4月,Science期刊曾發表一篇文章揭示,父親的非編碼DNA突變可能會導致後代發生自閉症,一時間引起大家廣泛的關注。現在, 在這一篇以「Reduced levels of miRNAs 449 and 34 in sperm of mice and men exposed to early life stress」為題的研究中,來自於美國塔夫茨大學的科學家們發現,童年生活的一些創傷會增加未來身體或者精神出現健康問題的風險,而且,這一由環境誘導的壓力會通過改變精子的miRNA水平,傳遞給下一代!

塔夫茨大學醫學院的Larry Feig教授帶領團隊利用不良童年經歷(Adverse Childhood Experiences,ACE)問卷對男性早期生活的創傷經歷進行調研。ACE調查問卷包含10道「是與否」的問題,主要是關於18歲之前個人的受創經歷,包括身體、語言、性虐待以及身體或者情感上受到忽視。此外,還有關於家庭成員的調查問題。

如果問卷回答中有4個及以上的肯定回答(yes),意味着未來發生身體、精神健康問題的風險會顯著增加。根據2014年發佈的一項兒童趨勢研究顯示,約10%的人存在這樣的風險。這是一個相當高的比例。

首份證據!父親的壓力,或可遺傳給孩子

doi:10.1038/s41398-018-0146-2

壓力影響精子miRNA水平

miRNA的一類非編碼單鏈RNA分子,負責調控不同基因的表達。在已有的研究中,人類精子的miRNA表達受環境影響,例如吸煙、肥胖,但是迄今為止並沒有關於壓力與miRNA的研究。科學家們認為受精過程精子只會傳遞DNA進入母親的卵細胞,但是小鼠模型卻發現,精子同樣會將miRNAs傳遞給下一代。

在這項新研究中,科學家們以28名白人男性志願者為研究對象,發現他們精子中有兩個miRNA——miR-449 和 miR-34的表達量與他們的ACE分數成反比。相比於受傷最少的男性,童年受傷嚴重(ACE分數最高)的男性,其精子中的miR-449 和 miR-34水平下降了300倍。

負面影響會遺傳?

這一變化是否會影響下一代?研究團隊以小鼠為模型,進行了相關驗證,並得出了助力「肯定」回答的相關證據:

1)跟人類一樣,雄鼠精子的miRNA同樣也受早期環境壓力的影響。而且,Larry Feig團隊之前已經發現,雄性小鼠的壓力至少會影響3代,並導致焦慮和社會性缺陷。

2)在小鼠中,miR-449 和 miR-34會協同工作,促進大腦和精子的正常發育。對於人類而言,miR-34c同樣參與早期胚胎的發育。

3)小鼠研究表明,這些精子miRNA水平的下降會傳遞給下一代。而且,雄性後代的精子同樣會出現特定miRNA低表達的現象,這意味着,它們會將壓力影響繼續傳遞給後代。

「這項研究首次表明了壓力與人類精子miRNA表達水平改變有關。目前,我們正在擴大研究規模。這些試驗將可能會進一步支持這一觀點,即精子miRNA水平的變化會增加幾代人發生壓力相關疾病的風險。」文章第一作者David Dickson表示道。

首份證據!父親的壓力,或可遺傳給孩子

Sperm and egg with blue background. 圖片來源:Pixabay

逆轉環境影響

Larry Feig教授希望,未來,科學家們或許可以找到一種方法阻止這一表觀遺傳,即類似於通過減肥手術或者體重恢復逆轉肥胖對於男性精子中特定miRNA水平的影響。

此外,Isabelle Mansuy實驗室證實,通過將小鼠放置於「精彩的環境」中(enriched environment,例如社交活動豐富、探索周圍環境機會多)可以逆轉一些壓力負面影響的遺傳。

Larry Feig教授認為,除了關注壓力背後的遺傳影響之外,醫生們還應該主動收集關於童年創傷的信息,從而幫助患者。「因為早期壓力會增加未來生病的風險。但是有些人會無法準確回答ACE問題,特別是在不匿名的情況下。所以如果確定與早期創傷直接相關的分子標誌物,例如精子中的miRNA表達水平,就可以在一定程度上補充ACE調查,進而採取積極的預防措施。」他解釋道。