遗传|父辈饮食对下一代健康的影响
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曾有研究发现 , 父母的低蛋白或高脂饮食可能导致成年后代代谢紊乱 , 但这一现象背后的分子机理一直未得到准确揭示 。
近期 , 日本理化学研究所的研究团队通过动物实验 , 揭示了可能的一项生化机制:调控因子——ATF7是对几代人健康产生影响的关键角色 。
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西方学界有一个健康与疾病发展起源(DOHaD)的概念 , 它旨在描述母亲孕期时各种产前因素——例如 , 母亲所处环境、饮食结构、压力状态等——如何影响孩子的生长发育以及一生的健康 。
DOHaD联盟(DOHaD Consortium)的总部设置在西澳大利亚大学(UWA) 。 该联盟汇集了多领域的世界一流专家 , 跨学科研究 “疾病的早期起源” 。
持DOHaD理念的专家们认为孕期阶段是决定个体一辈子健康水平的关键阶段 , 而影响父母的环境因素在其后代的整个生命过程的健康过程中也发挥着重要作用 , 目前来说 , 已有的大量实验证据确实支持此类观点 。
其中有特别值得关注的一项研究 , 即一开始提到的研究 , 父母的低蛋白饮食与后代的代谢紊乱有关 , 例如 , 糖尿病 。
研究者们认为这种现象受表观遗传学调控 , 也就是DNA序列不改变 , 但基因的表达可以是打开 , 也可以是关闭的 , 具体情况受环境因素影响 , 但这一过程的细节一直无人揭秘 。
直到最近 , CPR的研究小组在《分子细胞》(Molecular Cell)杂志上发表的小鼠模型研究成果解决了这个问题 。
他们发现 , 一种叫做ATF7的蛋白质是对几代人健康产生影响的关键角色(ATF7是一种转录因子 , 可以调控基因何时开启或何时关闭) 。 具体研究如下:
研究人员以正常饮食或低蛋白饮食喂养雄性和雌性小鼠 , 然后使其交配 。
之后他们着重比较了接受两种不同饮食雄性小鼠的成年后代的基因表达 。 结果发现两种成年后代的肝脏中数百种基因 (其中许多都参与胆固醇代谢)的表达是不同的 。
但那些被敲除了ATF7基因的雄性小鼠 , 无论接受怎样的饮食 , 其后代与那些正常饮食雄性的后代肝脏基因表达类似 。研究人员得出结论认为 , 雄性小鼠对后代的影响 , 并不是在雌性孕期间 , 最有可能的情况是受精前雄性的精子就已经发生的表观遗传变化 , 而ATF7在此过程中起着关键作用 。
在这一推断的基础上 , 研究小组在精子细胞中搜索到了一些由ATF7控制的基因 , 这些基因当中有的控制着肝脏脂肪代谢和胆固醇生成 。 实验表明:
低蛋白饮食习惯的雄性小鼠的ATF7蛋白与基因的结合力会变得松散 , 其结果就是精子细胞中被其调控的基因打开 , 而不是处于正常情况下的关闭状态 。
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研究人员指出:“最令人惊讶和兴奋的发现是 , 父亲低蛋白饮食诱导的表观遗传变化 , 在精子形成过程中会保留在成熟精子中并传递给下一代 。 ”
这项小鼠研究有助于解释健康与疾病发展理论在分子水平上的细节 , 营养因素对导致儿童与生活方式有关疾病(例如 , 糖尿病)的影响 , 以及通过测量父本精子细胞基因的表观遗传学变化预测下一代代谢状态 。
研究结果表明 , 蛋白质含量更高 , 脂肪更少的饮食结构不仅让每个人的身体更健康 , 对于精子和未来孩子的健康也至关重要 。
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