之前有證據(jù)證明母親的晝夜節(jié)律紊亂,會對后代的健康有影響?,F(xiàn)在有實(shí)驗(yàn)證明,父親晝夜紊亂對后代的健康也有影響。請見下文!
我們的生活是以24小時(shí)為周期的,包括明與暗兩階段。生物體具有晝夜節(jié)律,它將睡眠-覺醒和禁食-進(jìn)食周期與明暗周期結(jié)合起來,允許身體預(yù)測日常環(huán)境變化并協(xié)調(diào)生理活動。
在哺乳動物中,晝夜節(jié)律是通過生物鐘實(shí)現(xiàn)的。
我們生活在一個(gè)“24小時(shí)社會”,光照和食物全天候供應(yīng),日程越來越緊,壓力越來越大,這會干擾我們的正常節(jié)律,并導(dǎo)致一定程度的晝夜節(jié)律紊亂。流行病學(xué)研究和模型生物對照研究表明,晝夜節(jié)律紊亂與代謝、精神和腫瘤等復(fù)雜疾病的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)。
2021年5月26日,德國環(huán)境衛(wèi)生研究中心的研究團(tuán)隊(duì)在 Science 子刊 Science Advances 期刊發(fā)表了題為:Disruption of paternal circadian rhythm affects metabolic health in male offspring via nongerm cell factors 的研究論文。
研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)父代小鼠晝夜節(jié)律紊亂的影響會傳遞給后代,而這種影響并非通過生殖細(xì)胞傳遞,而是受孕時(shí)通過精液中的皮質(zhì)酮影響胎盤和胎兒組織的轉(zhuǎn)錄改變,進(jìn)而影響后代的健康。這些發(fā)現(xiàn)表明,受孕時(shí)父親的晝夜節(jié)律健康是一種新的后代表型的決定因素。
首先研究團(tuán)隊(duì)對雄性小鼠施行了三十天的夜間禁食,該組小鼠在白天出現(xiàn)高胰島素血癥,皮質(zhì)酮夜間階段開始時(shí)失去經(jīng)典峰值,肝臟基因表達(dá)發(fā)生深刻的轉(zhuǎn)錄重編程,表明三十天的限制飲食足以擾亂雄性小鼠的晝夜節(jié)律。
將該組雄性小鼠與未受飲食限制的母鼠交配產(chǎn)生的雄性后代整體食欲亢進(jìn),表現(xiàn)出更高的代謝率,高血糖,同時(shí)保持葡萄糖耐受。血液檢測發(fā)現(xiàn)后代出現(xiàn)了高皮質(zhì)酮血癥。這些發(fā)現(xiàn)表明,父代晝夜節(jié)律的破壞會重編程雄性后代的攝食行為和代謝健康。
根據(jù)健康與疾病的發(fā)育起源假設(shè),大多數(shù)個(gè)體代謝表型是在子宮內(nèi)確定的。為了了解父代晝夜節(jié)律紊亂對后代健康的影響是否可以影響子宮,研究團(tuán)隊(duì)建立了一個(gè)獨(dú)立的 F0 雄性隊(duì)列,將它們與之前描述的年齡匹配且未暴露的雌性交配。
在胚胎日18.5天時(shí),胎盤RNA-seq 顯示出胎兒生長受限的基因表達(dá)模式和糖皮質(zhì)激素/糖皮質(zhì)激素受體(GC/GR)信號的改變。因此,父親晝夜節(jié)律的破壞可能會導(dǎo)致通過胎兒生長受限觀察到的后代表型和母代子宮中GC/GR信號的改變。
精漿含有成熟精子的營養(yǎng)因子和一系列對受精、著床、胎盤和妊娠結(jié)局很重要的細(xì)胞因子、激素和代謝物。研究團(tuán)隊(duì)測量了不同光照時(shí)間下飲食限制與對照雄性精漿中的皮質(zhì)酮濃度,發(fā)現(xiàn)三十天的夜間禁食嚴(yán)重抑制了精液中皮質(zhì)酮的節(jié)律性,在晝夜轉(zhuǎn)換時(shí)的峰值明顯不那么明顯。
為了檢驗(yàn)精液中皮質(zhì)酮減少對于父系晝夜節(jié)律紊亂的代際后果很重要的假設(shè),研究團(tuán)隊(duì)建立了一個(gè)當(dāng)精漿中的皮質(zhì)酮水平在對照組與飲食限制組雄性之間沒有顯著差異的新隊(duì)列。該隊(duì)列的后代小鼠食欲亢進(jìn)、代謝失衡趨于正?;?。表明受孕時(shí)的皮質(zhì)酮信號對于父代晝夜節(jié)律紊亂對后代表型的影響很重要。
該研究使用了經(jīng)過驗(yàn)證的父代夜間禁食干擾晝夜節(jié)律的環(huán)境模型,并表明父代的晝夜節(jié)律對后代的進(jìn)食行為、葡萄糖控制和激素水平很重要。父代只要三十天的限制飲食就足以在正常明暗循環(huán)和隨意喂養(yǎng)的雄性后代中誘發(fā)食欲亢進(jìn)、高血糖和皮質(zhì)酮節(jié)律紊亂。胎盤的分析揭示了父代晝夜節(jié)律紊亂的后代中胎兒生長受限的轉(zhuǎn)錄特征。因此,父代的晝夜節(jié)律可能通過改變子宮內(nèi)的發(fā)育環(huán)境來控制后代的新陳代謝,進(jìn)而影響后代健康。
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