综述：父亲饮食塑造未来：父本营养如何影响胎盘发育与子代代谢健康

这篇综述系统阐述了父本营养通过精子表观基因组（DNA甲基化、组蛋白修饰及sncRNAs）重塑影响胎盘发育和子代代谢健康的最新证据，揭示了睾丸（H3K4me3）和附睾（miRNA/tRF）两个关键窗口的调控机制，并开发了交互式数据库ShinySpermPlacenta，为双亲孕前保健策略提供新视角。

　　

父亲饮食塑造未来：父本营养如何影响胎盘发育与子代代谢健康

引言

早期生命环境对个体长期健康轨迹具有决定性影响，而传统预防策略多聚焦母体因素。近年研究发现，父亲孕前饮食（尤其是高脂饮食）可通过精子表观基因组重塑影响子代生理。精子在睾丸（生精过程）和附睾（成熟过程）两个关键阶段对环境信号敏感，分别通过组蛋白修饰（如H3K4me3）和小非编码RNA（sncRNAs）传递营养信息。

方法学创新

通过整合公共数据集，研究者系统分析了高脂饮食诱导的精子表观遗传变化（1844个睾丸来源基因和5780个附睾miRNA靶基因）与国际小鼠表型联盟（IMPC）的胎盘表型数据，发现19个睾丸相关基因和56个附睾相关基因与胎盘形态、血管形成等显著相关。开发的交互式应用ShinySpermPlacenta为数据探索提供便利。

精子表观遗传的重塑窗口

睾丸阶段，高脂饮食可改变精子组蛋白甲基化（如H3K4me3），这些差异区域富集于代谢和发育相关基因启动子区，并与胎盘转录组相关。附睾阶段，饮食压力通过附睾上皮细胞分泌的细胞外囊泡（如附睾小体）选择性传递miRNA和tRF至精子。例如，丙烯酰胺暴露一周即可通过NR3C1转录因子驱动应激响应性sncRNA生成，而热应激会加速胚胎发育并改变胎盘迷路层结构。

胎盘发育的生物学基础

胎盘作为母胎界面，其迷路层（营养交换）、连接带（内分泌）和蜕膜层（免疫调节）的异常与胎儿生长受限（FGR）及代谢疾病风险相关。父本因素通过调控滋养层细胞分化和血管生成影响胎盘功能，如肥胖父本的后代胎盘常呈现缺氧标志物升高和血管异常。

父本-胎盘-子代轴的关键发现

交叉分析揭示：

1. 1.

   睾丸来源信号（如HMOX1通路）与子痫前期风险相关；

2. 2.

   附睾来源miRNA（如Cox7c）调控胎盘线粒体能量代谢；

3. 3.

   ROBO/SLIT信号通路可能介导父本对神经发育的跨代影响；

4. 4.

   PPARα/RXRα激活通路关联子代糖代谢异常。

临床与公共卫生意义

当前欧洲超50%成人超重，肥胖相关疾病年耗资巨大。精子表观基因组可作为个性化父本营养咨询的生物标志物平台，例如橄榄油干预6周可改变人类精子120余种sncRNAs。未来需推进功能验证（如类器官模型）和纵向人群研究，以明确睾丸/附睾特异性标记的临床转化价值。

结论

该研究确立了精子作为环境信息载体的新范式，强调将父本健康纳入孕前保健的必要性。从公共卫生视角，针对父亲的营养干预或能降低妊娠并发症和跨代代谢疾病负担，为"健康生命早期1000天"提供双亲协同策略。