父源性饮酒通过表观遗传调控线粒体功能与胎盘发育,加剧子代结构畸形与长期代谢紊乱
《Journal of Animal Science》:19?Paternal drinking and the epigenetic influences on mitochondrial function, placental dysfunction, and structural birth defects
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时间:2025年12月20日
来源:Journal of Animal Science 2.9
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为阐明父母双方饮酒对子代发育的协同影响,研究人员利用小鼠模型开展了父母双亲酒精暴露(FASD)研究。结果发现,父母双方饮酒对子代胎盘发育和颅面形态的损害具有剂量依赖性,且双亲暴露对雄性后代的危害远超单亲暴露。机制上,亲代酒精暴露可遗传性地破坏子代胎盘及脑中线粒体复合物I(Complex I)活性,导致氧化应激、慢性炎症及细胞早衰。该研究强调了在孕前规划中考虑父母双方健康的重要性。
长期以来,关于酒精对胎儿发育的影响,科学界和公众的视线几乎完全聚焦在母亲身上。然而,越来越多的证据表明,父亲在受孕前的健康状况,同样对后代的命运起着决定性作用。这种“父源性效应”的分子基础,正是近年来备受关注的表观遗传学(Epigenetics)。在胎儿酒精谱系障碍(Fetal Alcohol Spectrum Disorders, FASD)的研究中,虽然母体饮酒是明确的致病因素,但父源性饮酒的独立贡献及其与母体饮酒的协同作用,却是一个亟待探索的盲区。为了填补这一关键空白,Michael C. Golding* 及其团队在《Journal of Animal Science》上发表了一项开创性研究,他们建立了一个临床前多路复用小鼠模型,首次系统性地比较了母体、父体以及双亲酒精暴露对子代发育的深远影响。
为了回答上述问题,研究人员建立了一个临床前多路复用小鼠模型,系统比较了母体、父体以及双亲酒精暴露对子代发育的影响。该研究主要运用了动物模型构建与行为学分析、组织形态学与病理学分析、线粒体功能与生物能量学检测、氧化应激与炎症因子检测等关键技术方法。
研究团队发现,无论是母体还是父体单独饮酒,都会以剂量依赖的方式损害胎盘的正常发育,并改变子代的颅面形态模式。这一发现首次在动物模型中证实了父源性饮酒的独立致畸作用。更为惊人的是,在雄性后代中,研究人员观察到了母体与父体饮酒之间的显著交互作用。双亲均暴露于酒精的子代,其发育不良的严重程度,远远超过了仅由母体或父体单独饮酒所诱导的后果。这表明,父母双方的不良生活习惯,对后代的危害并非简单的叠加,而是产生了“1+1>2”的协同放大效应。
为了探究上述发育缺陷背后的分子机制,研究人员将目光投向了细胞能量工厂——线粒体。他们发现,亲代酒精暴露会以可遗传的方式,破坏子代胎盘和胎儿大脑中的线粒体复合物I(Mitochondrial Complex I)活性。线粒体复合物I是细胞呼吸链的“第一站”,其功能障碍直接导致细胞能量代谢的全面崩溃。
这种由亲代传递下来的线粒体功能缺陷,并不会随着子代的出生而消失。相反,它会持续到成年期,在子代的大脑和肝脏中引发一系列连锁反应。研究结果显示,这些成年子代体内存在显著的氧化应激(Oxidative Stress)水平升高、慢性炎症(Chronic Inflammation)状态,以及过早的细胞衰老(Premature Cellular Aging)迹象。这些病理改变,为子代未来发生代谢性疾病、神经退行性疾病等长期健康问题埋下了伏笔。
这项研究通过严谨的动物实验,揭示了父源性饮酒在胎儿酒精谱系障碍(FASD)发生中的关键作用,并首次阐明了父母双方饮酒对子代发育的协同放大效应。其核心结论是,亲代酒精暴露通过表观遗传机制,可遗传性地破坏子代的线粒体功能,特别是线粒体复合物I的活性。这种生物能量学(Bioenergetic)的持久性功能障碍,是导致子代结构出生缺陷(如颅面畸形)和长期疾病风险(如氧化应激、慢性炎症和细胞早衰)的根本原因。
该研究的意义重大且深远。首先,它彻底颠覆了“只有母亲需要为胎儿健康负责”的传统观念,将父亲在孕前健康中的角色提升到了前所未有的高度。其次,该研究为理解胎儿酒精谱系障碍(FASD)的发病机制提供了全新的视角,即线粒体功能障碍是连接亲代不良环境暴露与子代不良结局的关键桥梁。最后,这些发现为开发针对线粒体功能的早期干预和治疗策略提供了理论依据,并强烈呼吁在孕前规划和公共卫生政策中,必须将父母双方的健康状况纳入考量,共同为下一代的健康保驾护航。
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