父代高动物蛋白（酪蛋白）与植物蛋白（添加蛋氨酸的豌豆蛋白）饮食对大鼠后代代谢及肠道菌群影响的比较研究

本研究发现父代饮食中蛋白质来源对后代健康具有显著代际影响。高豌豆蛋白（PP）饮食可改善父代胰岛素敏感性、降低肝脏甘油三酯（TG）并调节microRNA（miR-34a/miR-122a）表达；而高酪蛋白（AP）饮食则导致后代暴露高脂饮食（HFD）后出现脂肪堆积、饱腹激素紊乱及肠道菌群失调。研究揭示了父代营养通过表观遗传（miRNA）和微生物组调控后代代谢健康的新机制。

　　

引言

大量证据表明母代营养在妊娠和哺乳期对后代健康具有"编程"效应，但父代环境暴露对后代的独立非遗传影响近年来逐渐受到关注。父代营养状况（如高脂/高糖饮食、高蛋白或低蛋白饮食）可通过表观遗传机制如DNA甲基化、非编码RNA（miRNA）和组蛋白修饰影响后代健康结局。其中miRNA作为高效基因调控分子，可能通过父系生殖系表观遗传修饰实现跨代传递。肠道菌群作为易受饮食影响的关键因素，也被发现参与父代编程过程。然而现有研究多使用动物蛋白（如酪蛋白），植物蛋白与动物蛋白对父代及后代代谢影响的差异尚未明确。

材料与方法

36只3周龄雄性Sprague Dawley大鼠随机分为三组：（1）对照（AIN-93标准饲料）；（2）高动物蛋白（AP，36.1%能量来自酪蛋白）；（3）高植物蛋白（PP，36.1%能量来自添加蛋氨酸的豌豆蛋白）。干预8-11周后与雌鼠交配，后代在10周龄时接受6周高脂/高糖饮食（HFD）挑战。检测两代动物的胰岛素耐受性（ITT）、身体成分（DXA扫描）、代谢激素、肝脏TG含量、miRNA表达（miR-107/miR-33/miR-34a/miR-103/miR-122a）以及肠道菌群（16S rRNA测序）。

父代结果

生殖功能与体重未受饮食影响，但PP组父代骨矿物质密度（BMD）显著降低。代谢方面，PP组表现出更好的胰岛素敏感性：胰岛素耐受试验（ITT）中30分钟、90分钟和120分钟血糖水平显著低于AP组，葡萄糖曲线下面积（AUC）也更低。激素检测显示AP组饥饿激素ghrelin和胰高血糖素显著升高，PP组胰高血糖素同样高于对照组。血清内毒素（LPS）作为肠道通透性指标，在PP组中显著降低。

肝脏代谢中，PP组肝脏TG含量显著低于对照组和AP组。对应表观遗传调控方面，PP组肝脏miR-34a表达高于AP组和对照组，miR-122a和miR-103表达也高于AP组。

肠道菌群分析显示，PP组α多样性（Simpson/Shannon指数和Observed species）显著降低，β多样性（Bray-Curtis相异度）呈现明显聚类分离。差异丰度分析发现PP组Duncaniella、UBA7173等菌属丰度升高，而Akkermansia、Kineothrix、Bacteroides等菌属降低。

后代结果

后代体重无显著差异，但16周龄雄性AP后代在HFD挑战后出现体成分改变：瘦体重降低而脂肪量增加，体脂百分比显著升高。代谢激素方面，AP后代淀粉酶素（amylin）、C肽2（C-peptide 2）和分泌素（secretin）浓度升高，雌性AP后代肽YY（PYY）水平也显著上升。

肝脏TG在10周龄AP后代中已显著升高，且此现象在16周龄雌性后代中仍存在趋势。对应miRNA表达显示，AP后代肝脏miR-103、miR-122a和miR-107表达均下调。

肠道菌群在3周和10周龄后代中无显著组间差异，但在16周龄HFD挑战后，AP后代（尤其是雌性）Observed species α多样性升高。差异丰度分析显示，AP雌性后代中Anaerostipes、Terrisporobacter等菌属丰度升高，而Enterococcus_B、Limosilactobacillus等有益菌属降低。

讨论

本研究首次系统比较父代摄入不同蛋白来源对后代代谢及菌群的代际影响。PP饮食通过调节父代胰岛素敏感性、肝脏脂代谢（miR-34a/miR-122a上调）、肠道通透性（LPS降低）和菌群组成（SCFA生产者增加）发挥保护作用。而AP饮食虽未显著改变父代表型，却通过表观遗传编程（miR-103/miR-107/miR-122a下调）使后代在HFD挑战下呈现潜伏性代谢功能障碍：脂肪堆积、激素紊乱和菌群失调。该发现为父代营养干预提供了新靶点，并强调蛋白质来源在代际健康中的关键作用。

局限性包括未控制豌豆蛋白中多酚化合物及酪蛋白中生物活性肽的影响；添加游离蛋氨酸可能通过一碳代谢影响DNA甲基化；AIN-93对照饲料本身可能引起代谢异常。未来研究需拓展其他蛋白类型并深入解析菌群-miRNA互作机制。