父亲饮食
研究表明父亲在生育前的饮食会影响孩子的健康
德国亥姆霍兹研究中心 联合会
该艺术作品以寓言的方式表现了受精过程：一个肥胖的精子（黄色——象征肥胖的颜色）征服了卵母细胞（满天繁星中的月亮），并通过传递饮食诱导的表观遗传信息照亮了卵母细胞。图片来源：Philipp Beck
慕尼黑亥姆霍兹“环境表观遗传学”研究小组负责人 Raffaele Teperino 博士及其研究团队研究了父亲饮食对孩子健康的影响，具体而言是受孕前饮食的影响。研究人员重点研究了精子中一种特殊的小 RNA 分子，即线粒体 tRNA 片段 (mt-tsRNA)。这些 RNA 通过调节基因表达，在健康特征的遗传中发挥着关键作用。
研究人员在研究中使用了 LIFE Child 队列的数据，该队列包含来自 3,000 多个家庭的信息。分析表明，父亲的体重会影响孩子的体重及其对代谢疾病的易感性。这种影响独立于母亲体重、父母遗传或环境条件等其他因素而存在。
该论文发表在《*自然》*杂志上。
父亲饮食影响孩子
为了验证分析结果，研究小组随后对小鼠进行了实验。这些小鼠被喂食高脂饮食，即脂肪含量高于正常饮食的食物。这对动物的生殖器官产生了影响，包括附睾。附睾是雄性生殖系统中新形成的精子成熟的区域。
“我们的研究表明，小鼠附睾中暴露于高脂肪饮食的精子会导致其后代患代谢疾病的倾向增加，”Teperino 说。
为了深化研究成果，研究小组在实验室进行了进一步研究。他们通过体外受精（“试管”受精）制造胚胎。当 Teperino 的团队使用接触过高脂肪饮食的小鼠精子时，他们发现这些精子中的 mt-tsRNA 在早期胚胎中显著影响基因表达。这反过来又影响后代的发育和健康。
“这项研究进一步证实了我们的假设，即在生命过程中获得的表型，如糖尿病和肥胖症，是通过表观遗传机制跨代传递的。
“在这里，表观遗传学充当了环境和基因组之间的分子联系，甚至跨越了代际界限。这不仅通过母系发生，而且正如我们的研究结果表明的那样，也通过父系发生，”这项研究的共同作者、亥姆霍兹慕尼黑研究主任 Martin Hrabě de Angelis 教授解释说。
受孕时父亲体重过重对小鼠和人类后代的代谢很重要。图片来源：Nature (2024)。DOI：10.1038/s41586-024-07472-3
为准父亲提供预防保健
亥姆霍兹慕尼黑研究人员的研究结果强调了父亲在受孕前的健康作用，为预防性保健提供了新的方法。
“我们的研究结果表明，希望成为父亲的男性的预防保健应该得到更多关注，应为此制定计划，特别是在饮食方面，”Teperino 说。“这可以降低儿童患肥胖症和糖尿病等疾病的风险。”
父亲的间接影响
线粒体有自己的 DNA，独立于细胞核中的 DNA。这种线粒体 DNA (mt-DNA) 通过中间体 mt-RNA 产生线粒体中的蛋白质，通常从母亲遗传给后代。
以前，人们认为父亲对后代线粒体的遗传构成没有任何影响。然而，最近的研究表明，在受精过程中，精子会携带线粒体 RNA 片段（“mt-tsRNA”）进入卵子。
mt-tsRNA 在表观遗传学中发挥作用，调节早期胚胎的基因表达：可以通过改变线粒体中某些基因的活性来间接影响后代的发育和健康。因此，父亲对线粒体的遗传印记有着重要但间接的影响，从而影响孩子的能量代谢。
https://medicalxpress.com/news/2024-06-father-diet-conception-children-health.html
这是一项非常有趣的研究，在一个实验中涵盖了两个非常有争议的话题。首先，生物体的环境体验是否可以在不改变亲本生物体基因的情况下传递给后代。其次，低碳水饮食是否健康。我认为这项研究清楚地表明，第一个问题/主题的答案是肯定的（先前的研究证实了类似的发现），而第二个问题/主题的答案是肯定的。也就是说，给（小鼠）父亲喂食低碳水高脂肪 (LCHF) 饮食仅 2 周，就会导致其后代患上代谢综合征、肥胖症，甚至直接患上 II 型糖尿病，尽管母亲非常健康且年轻。给父亲喂食高碳水低脂肪 (HCLF) 饮食不会导致这些负面特征传递给后代，事实上逆转了 LCHF 饮食引起的父亲的胰岛素抵抗。最后，给父亲喂食 LCHF 饮食对后代的负面影响也在人类身上得到了证实。同样重要的是，低碳水高脂饮食虽然会诱发胰岛素抵抗，但不会诱发父亲肥胖。因此，低碳水饮食对生物体的健康影响不能仅凭外表来判断，即使这些生物体看起来体重正常，其健康仍可能因饮食而受到严重损害，导致其后代患上可遗传的全面糖尿病。
顺便说一句，对于那些怀疑饮食成分的人，请参阅下面的链接，其中描述了研究中使用的确切饮食。第一个链接是 LCHF，第二个链接是 HCLF。饮食中碳水化合物百分比的变化通过饮食中脂肪百分比的变化来补偿，而两种饮食中的蛋白质含量相同。
<https://researchdiets.com/formulas/D12492i>
<https://researchdiets.com/formulas/d12450B>
<https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26721680/>
<https://www.nature.com/articles/s41586-024-07472-3>
“…对于 eHFD 治疗，将 6 周大的雄性小鼠随机分为两组，每组喂食纯化 HFD（啮齿动物饮食中 60 kcal% 来自脂肪；研究饮食 D12492i）或 LFD 对照饮食（啮齿动物饮食中 10 kcal% 来自脂肪；研究饮食 D12450B），持续 2 周，然后与一只未暴露的同龄处女雌性小鼠交配。对于 sHFD 治疗，将 6 周大的雄性小鼠随机分为两组，每组喂食纯化 HFD（啮齿动物饮食中 60 kcal% 来自脂肪；研究饮食 D12492i）或 LFD 对照饮食（啮齿动物饮食中 10 kcal% 来自脂肪；研究饮食 D12450B），持续 4 周，然后与一只未暴露的处女雌性小鼠交配（以清空附睾），然后恢复标准饮食。这些动物随后与一只年龄匹配的处女雌性交配，产生后代群体。”
“…两周的 HFD 暴露足以引起暴露小鼠体重和肥胖轻微但显著增加（扩展数据图 2a、c），并降低全身葡萄糖耐受性（扩展数据图 2b、d）。经过 4 周的饮食恢复，这两种表型都得到了逆转（扩展数据图 2c、d，普通饮食）。”
就 LCHF 饮食的作用机制而言，会诱发线粒体功能障碍，并且这种功能障碍会遗传给后代。
“……对涉及线粒体功能基因的突变小鼠精子 sncRNA 测序，以及对其野生型后代的代谢表型分析表明，mt-tsRNA 的上调是线粒体功能障碍的下游……我们的数据支持这样一种模型，即急性HFD 暴露会诱发体细胞组织和精子的线粒体功能障碍，而这种功能障碍通过 mtDNA 转录的上调得到补偿。”
<https://www.nature.com/articles/d41586-024-01623-2>
“……研究表明，母亲可以将代谢特征遗传给后代。至于父亲，犹他州立大学医学院生殖生物学研究员陈奇和他的团队在 2016 年发现，注射了高脂饮食父亲精子 RNA 的受精小鼠卵子发育成患有代谢紊乱的小鼠[^2](https://www.nature.com/articles/d41586-024-01623-2#ref-CR2)^研究表明， 父母饮食的连锁反应不是由后代基因组的变化引起的，而是由“表观基因组”的变化引起的 ——表观基因组是悬挂在 DNA 及其相关蛋白质上的化学标签的集合。”
“…根据对小鼠和人类的研究[^1-](https://www.nature.com/articles/d41586-024-01623-2#ref-CR1)^父亲 的精子 会记录他的饮食——而这种记录会影响孩子的代谢。 研究发现，给雄性 小鼠喂食高脂肪饮食会增加其精子中某些类型 RNA 的水平。研究还表明，这种不健康饮食的雄性小鼠的雄性后代会出现代谢问题，例如葡萄糖不耐症，这是 糖尿病的特征。根据流行病学分析， 身体质量指数 (BMI) 较高的人类父亲的孩子也表现出类似的问题。” “…在《自然》*杂志的 研究中，雄性小鼠吃了两周的高脂肪饮食*。该研究的作者发现，这种饮食方式导致精子线粒体（细胞内产生能量的结构）中一种 RNA 发生变化。受影响的分子称为转移 RNA，是 DNA 转录成蛋白质过程中的中间产物。”
“……研究结果很有意义：高脂肪饮食会给线粒体带来压力，”这项研究的主要作者、德国诺伊尔贝格慕尼黑亥姆霍兹中心的环境表观遗传学研究员 Raffaele Teperino 说。当受到压力时，线粒体会产生更多的 RNA 来产生更多的能量。”
“…陈说，这项研究的意思是，如果产生精子，“就应该吃得健康。这会影响精子携带的信息。这会影响后代”。