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压力山大的爸爸生出压力山大的宝宝?原来爸爸的精子里藏着他的人

  • 2019-11-22 21:51:20
  • 作者: 匿名 阅读:1169

如果你是个男孩,你喜欢熬夜,喜欢吃垃圾食品,不喜欢锻炼,超重,吸烟和喝酒,服用抗抑郁药,精神压力仍然很大,你的生活轨迹会被你的身体和精子记住,然后传给你的孩子,你害怕吗?

在过去的几十年里,越来越多的研究发现精子可以记住男性的生活习惯,并将这些信息传递给后代。

直到30年前,许多科学家认为只有他们的dna是从父母传给孩子的。尤其是父亲的身心状态,不可能影响怀孕的婴儿。

随着表观遗传学的兴起,这一观点被推翻了。如果dna是一个记录遗传信息的蓝图粘合剂,那么一些蓝图将被拿出来使用,而另一些将被密封。然而,蓝图活页夹没有记录哪些应该使用,哪些不应该使用。

这本蓝图装订的书的使用说明存在于dna之外,这是表观遗传学的研究范围。

早在20世纪60年代,波士顿大学的药理学家格拉迪丝·弗里德勒就用老鼠做了实验。她给老鼠的父亲注射吗啡,几天后,她将它们与没有注射吗啡的雌性老鼠交配。结果,后代不仅体重不足,而且发育缓慢。

然而,当时没有学者相信她的研究,她的前导师甚至建议她不要从事学术研究。弗里德勒回忆道:“人们认为出生缺陷的原因不应该在父亲身上找到。我起初没有意识到这种偏见。我对男性表观遗传学进行了研究,因为我太天真了。”

美国国家职业安全与健康研究所的高级流行病学家芭芭拉·格拉杰斯基说:“对男性生殖健康的研究远远落后于对女性的研究。”直到20世纪80年代,男性表观遗传学仍然是一片被忽视的荒地。

加拿大麦吉尔大学的男性科学家伯纳德·罗贝尔(Bernard robaire)在20世纪80年代曾被一位肿瘤学家问及一个奇怪的问题。肿瘤学家问他为什么接受化疗和放疗的睾丸癌患者不能生育。他们中的许多人仍然有活精子。

罗贝尔也很惊讶。他搜索了文献,但没有得到确切的答案,所以他卷起袖子开始了自己的研究。

他和一位专攻出生缺陷的研究员一起写了一份研究基金申请,但遭到了反击,这份申请的分数是“我一生中最差的”。当时,法官直截了当地写道:“这根本没有任何意义。男人服用的药物如何影响后代?”

当时的科学无法解释这个问题,因为教科书告诉每个人,十月份分娩的是女性,而父亲只提供他那份dna。肿瘤学家也普遍认为精子在睾丸癌的治疗过程中会被杀死。一旦治疗停止,精子应该会恢复活力。

然而,罗贝尔发现了一个奇怪的现象——化疗降低了精子的质量,但是这些精子仍然可以使卵子受精,然而,这些受精卵会自行流产。啮齿动物的研究发现,即使这些受精卵很少发育成胚胎,产生的幼仔发育也极其缓慢。

罗贝尔随后对人类的研究也证实了这一点。接受化疗两年后,睾丸癌患者仍然产生有缺陷的精子(dna断裂,或染色体数目异常),"化疗损伤真的很大。"

这些是男性生殖表观遗传学的最早证据。

“精子黑仔”黑仔

此后,其他学者获得了更多表观遗传学证据,并锁定了一些导致男性精子异常的“杀精”杀手。

例如,一些早期研究发现,与从事普通工作的男性相比,如果男性在工作中经常接触重金属(如铅和汞),他们的妻子更有可能流产。接触杀虫剂的男性后代也更容易患白血病。

其他研究表明,如果男性接触染料、颜料、溶剂等化学物质。,他们的孩子更容易患先天缺陷或儿童癌症。

最典型的例子是越战老兵。

越战老兵的后代更容易患脊柱裂,这是表观遗传学的另一个生动例子。这是因为越战老兵比普通人更有可能接触到橙剂,这是一种当时使用的除草剂,美军在越南使用这种除草剂来减少森林覆盖。

除了化学工人和越战士兵,医疗行业的男性也面临不育的风险。

麻醉气体对男性生殖的影响已被证明是毋庸置疑的。牙医、手术室技术员或麻醉师的妻子更有可能流产。因此,美国职业安全与健康管理局(osha)在官方网站上对麻醉气体的危害进行了大规模的解释,并建议企业保护员工的健康。

工作中的化学物质不仅影响精子质量,一些药物还会导致男性生殖的各种问题。

2009年的一项研究发现,服用抗抑郁药帕罗西汀的男性dna断裂的可能性是正常男性的5倍,而且这种精子更有可能导致流产。该项研究的主要作者、康奈尔大学泌尿科医生彼得·施莱格说:“服用这种药物的人的精子在穿过人体时异常,因此受到了损伤。”

胖爸爸,瘦爸爸

即使他们不接触有害的化学物质,他们不良的生活习惯也会印在他们的精子上。

许多动物研究发现,交配前经历食物匮乏的老鼠父亲的后代血糖水平较低。如果老鼠的父亲喝酒,后代的出生体重会更低,在迷宫中的空间学习能力也会更差。

然而,吸烟者精子染色体的数量更有可能异常,这很容易导致流产或唐氏综合症。

同样,父亲的体重也会影响孩子的健康。

美国妇产科学院(acog)主席、杜克大学医学院产科教授海伍德·布朗(Haywood brown)也强调:“受孕前3-6个月的健康对儿童非常重要。在此期间,你必须确保身体健康。肥胖男性精子较少,而母亲肥胖是先天缺陷(如先天性心脏病)婴儿的高风险因素。”

此外,犹他大学医学院生殖医学教授科特莉·琼斯(kirtly jones)表示,对父亲肥胖的儿童进行的脐带血研究表明,控制这些儿童生长和钙使用的相关基因的表达发生了变化,这将影响他们未来的发展。

琼斯说,近年来已经有关于肥胖男性在减肥手术前后精子发生变化的研究。结果表明,减肥手术对精子表观遗传有很大影响。

例如,丹麦哥本哈根大学医学院的研究人员比较了13名瘦男人和10名肥胖男人的精子。他们发现与控制后代食欲相关的表观遗传标记是不同的。

后来,他们比较了胃旁路手术(一种减肥手术,胃以不同的方式与肠道重新连接)前后肥胖男性精子的变化。他们发现精子dna在手术前后平均经历了4000次结构变化。这项研究发表在2015年的《细胞代谢》杂志上。

哥本哈根大学基础代谢研究中心主任罗曼·巴罗斯是该项研究的主要研究者之一,他说,“流行病学长期以来一直观察到饥荒等急性营养压力对后代糖尿病患病率的影响。”例如,在瑞典的一个村庄发生饥荒后,第三代人患心血管代谢疾病的可能性显著增加。

这种变化可能是由表观遗传变化(如脱氧核糖核酸甲基化或小核糖核酸)引起的。巴罗斯说:“我们没有想到会从环境压力中发现如此大的表观遗传效应。生活方式和环境因素将影响下一代的饮食。”

紧张的爸爸,紧张的宝贝

有趣的是,一些动物研究发现,父亲在母亲怀孕前的精神状态也写入了他的精子。

2013年,宾夕法尼亚大学的研究人员在《神经科学杂志》上发表了一项研究,发现压力大的老鼠父亲的精子发生了变化,他们后代的大脑压力反应异常。

老鼠需要42天来产生精子,所以研究人员已经让它们的父亲紧张了42天,比如闻狐狸的气味,弄湿它们的窝,拒绝它们,或者发出奇怪的声音。在这可怕的42天里,这些老鼠父亲精子的dna没有改变,但是dna的表观遗传改变了(9个小分子rna改变了)。

2015年发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences,pnas)上的一项研究也证明,小分子rna(含有22个核苷酸的rna)是记录父亲压力的载体。如果老鼠的父亲处于巨大的压力下,老鼠的北鼻将继承父亲的压力并表现出类似的行为。

怀孕的父亲,注意减压。

爸爸也需要为怀孕做准备。

似乎不仅仅是母亲需要为怀孕做准备。2018年4月发表在《柳叶刀》上的三项综合研究也指出了他们在怀孕期间对父亲的攻击。

三项研究指出,配偶怀孕前父亲的健康会影响配偶的怀孕健康和孩子的健康,如出生体重、新陈代谢、免疫系统和神经系统的长期发育。

在第二项研究中,有人写道,“父母健康状况不佳、新陈代谢不良和饮食习惯会增加后代患慢性病的可能性。”

哈佛医学院儿科教授米尔顿·科特查克说:“这些研究非常重要。它们证明父母双方的准备可以促进孩子出生时和一生的健康。”

他说:“最重要的表观遗传和胚胎发育是在怀孕的头几周确定的,当时许多人不知道自己怀孕了。在此期间,你的大脑、整个脊椎和神经系统都发育了。男性的健康会影响精子质量,从而影响配偶的受孕。父亲的基因在胎盘发育和胎盘是否获得足够的营养方面起着重要作用。”

例如,2013年发表在《美国国家科学院院刊》(pnas)上的一项关于骡(父亲是马,母亲是驴)和骡(父亲是驴,母亲是马)的研究表明,父亲的基因主宰胎盘,父亲的印记基因(父亲和母亲的基因分别具有某些标记,这种特殊的标记使他们的后代只能表达父亲或母亲的基因,这被称为基因组印记)在胎盘中表达得更多。

这个器官是精子了解父亲生活的窗口。

那么,精子是如何知道父亲的生活习惯的呢?

最近的研究发现,男性附睾是精子“窥视”本体生命的窗口。

健康(左黄色)和发炎的附睾(右橙色)

睾丸产生精子后,精子开始沿着弯曲而长的附睾向前游动。人类附睾可以伸直到6米,精子通过这条管道需要大约两周的时间。

尽管睾丸产生的精子携带与到达附睾末端的精子相同的dna,但当精子通过附睾时,它将携带指导基因表达的信息。你可以把这个过程想象成一次向西方精子世界学习的旅程——一次获取dna使用说明的旅程。

使用dna的说明之一是小rna(由少于200个核苷酸组成的核糖核酸)。小rna不包含遗传信息,但它可以指导基因表达。

2016年,麻省大学医学院的生物医学教授奥利弗·兰多(oliver rando)的团队发现,当精子开始附睾旅程时,精子首先被“拆解”,丢失大部分小核糖核酸,然后通过植入新的小核糖核酸进行重组。有趣的是,如果精子失去大部分小rna,它们产生的受精卵就根本无法植入,这可能是一些男性不育的原因之一。

兰多说:“附睾是人体中研究最少的器官。因此,这个我们不太重视的器官在生殖中起着重要作用。”马里兰大学的生物学家海蒂·费希尔认为,这些精心设计的研究可以帮助我们理解男性不育的问题。

半个世纪过去了,科学家们终于发现父亲的生活经历和习惯也会给他的孩子留下深刻的印记。弗里德勒说,对父亲表观遗传学的研究终于“从疯狂走向研究前沿”。

然而,缺乏研究仍然造成巨大损失。全世界每年有800万儿童出生时就有严重的遗传缺陷,占6%。根据非营利组织Dimes 3月的一份2006年报告,50%的出生缺陷原因不明。

如果父亲的表观遗传得到更好的研究,更多的孩子将安全着陆。

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