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一胖毁三代?高脂饮食引起的肥胖会跨代传递,并且这还不是全部……

发表于:2019-05-29   作者:学术经纬   来源:学术经纬   点击量:

作为一个影响全世界的重要卫生问题,肥胖对个人健康的不良影响已经有越来越多的证据。然而,肥胖虽然不传染,受肥胖影响的却不只是那些摄入了过多营养的个体。

 

最近发表于《美国国家科学院院刊》上的一项研究显示,母亲营养过剩,会将肥胖和代谢障碍传给直系后代,甚至会传到第三代。苏黎世大学的Gitalee Sarker博士与其同事给母鼠喂食高脂饮食诱导肥胖后,发现母鼠所生的儿子们会通过精子中的一类RNA分子继续影响第三代,不仅跨代传递肥胖,还让第三代出现了容易“沉溺于享乐”的行为,比如对酒精、药物等成瘾物质更敏感。
 


 

为了诱导肥胖,科学家们在一部分母鼠怀孕前3周开始给它们喂食高脂肪鼠粮(能量的60%来自脂肪),并持续到母鼠的妊娠期和哺乳期;另一部分作为对照的母鼠则吃的是普通鼠粮。等这些母鼠生下的孩子们长到成年后,研究者从雄鼠的精子中获取了RNA,并从中提取出一类被称为tsRNA的分子。

 

tsRNA来源于tRNA,是一类长度集中在30~34个核苷酸的小RNA。虽然tsRNA不编码蛋白质,但近些年来人们发现,它们的表达受到生理条件的调控,也参与调节生物过程。因此,tsRNA被看作一种表观遗传信息的载体。

▲实验示意图:母鼠喂食高脂饮食后,从子代获取精子tsRNA,注射到正常受精卵获得“高脂饮食-tsRNA“后代(图片来源:参考资料[1])

 

中科院动物所的周琪、段恩奎和中科院营养所的翟琦巍等科学家在三年前首度发现,雄性小鼠被喂食高脂饮食而肥胖后,其精子的tsRNA片段会在子代中引发代谢紊乱。

 

此次研究中,雄性小鼠本身并没有摄入高脂饮食,只不过有些拥有一个连续9周高脂饮食的妈,它们的精子tsRNA会传递给后代什么影响呢?研究者把tsRNA分别注入正常的受精卵中,获得了第三代进行观察。

▲精子中的小RNA有助于将上一代肥胖的影响传递给下一代(图片来源: pixabay)

 

第三代小鼠断奶后让它们自由进食,不出几周差别就显现出来了!注射高脂饮食-tsRNA而出生的后代,无论雌雄,体重都显著高于注射普通饮食-tsRNA的对照组。而且,CT扫描显示,体重更高的原因在于体脂含量更高、脂肪更多,而瘦肉量是没什么差别的。

 

除了体重上的表现,“祖辈”的高脂饮食还让这些后代小鼠的代谢也受到明显影响,包括血浆胰岛素水平、胆固醇水平等都变得更高。

 

有趣的是,研究者接着还考察了后代小鼠的肥胖倾向与满足口腹之欲有关的奖赏中枢有没有联系。通常来说,小鼠们如果可以在糖溶液和水,或者酒精和水之间自由选择,它们会偏爱糖溶液和酒精,原因是这些会让神经系统更快乐。然而,同样是摄入酒精,研究者注意到,那些注射了高脂饮食-tsRNA的小鼠面对不同浓度的酒精时都喝得更多,用研究者的话说,表现出明显的享乐性饮酒行为。类似的,这些小鼠对兴奋性药物安非他命的敏感性也更强。

▲“高脂饮食-tsRNA“后代更偏爱酒精、成瘾药物(图片来源:参考资料[1])

 

高脂饮食-tsRNA组的小鼠不加节制的饮食在面对“垃圾食品”时表现得更加明显。研究者“别有用心”地在几周时间内提供了应有尽有的高脂饮食和糖水供小鼠们随意取用。每周的体重测量显示,高脂饮食-tsRNA后代果然吃得更多也更胖了。

 

借由tsRNA的传递,高脂饮食造成的肥胖表型、代谢问题已经不局限于“垃圾食品”的摄入者。尽管这些结果目前只是动物模型给我们的提示,但对于肥胖问题日益严重的人类而言,不能不说这是一个值得重视的警示。

 

参考资料:

[1] Gitalee Sarker et al., (2019) Maternal overnutrition programs hedonic and metabolic phenotypes across generations through sperm tsRNAs. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Doi: 10.1073/pnas.1820810116

[2] Qi Zhou et al. (2016) Sperm tsRNAs contribute to intergenerational inheritance of an acquired metabolic disorder. Science. DOI:10.1126/science.aad7977


 

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