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肥胖,糖尿病,及渐成遗传

 昵称535749 2016-03-24
译者: 茗悦 原作者:Catherine Offord

发表时间:2016-03-22

从一项老鼠的研究中发现疾病可以通过卵细胞和精子渐成的传播。

虽然科学家已经鉴别出糖尿病和肥胖症一些遗传风险的事实,一些人建议在配子中利用渐成替代作为另一种潜在的疾病遗传风险机制。现在德国研究员的一项老鼠的研究提供了新的证据来支持渐成遗传理论,展示了同样的老鼠通过卵细胞和精子在不同的日常饮食中可以决定葡萄糖不耐受以及在婴儿中肥胖的风险。组员们的发现今天(3月14日)已经发表在了《自然遗传》中“这个观点是到目前为止,风险都是由基于决定的——这是命运,”来自亥姆霍兹研究联合会的Johannes Beckers也是这项研究的合作作者,说“但我们的研究发现父母亲要付一部分责任。他们确实有相当的可能影响他们后代的渐成的遗传。”

在世界范围内大约有90%的糖尿病患者将近3500万人可以归为类型2. 除了环境因素通常可以解释这个普遍的疾病之外——包括饮食不良和固定的生活习惯——一些渐成的老鼠的研究已经暗示了饮食会诱发易受感染的肥胖和糖尿病,通过父母可以遗传下来。

然而,之前现象的分析依赖于活跃的受精来产生后代,使得很难区分在配子中(包括其他因素来说)是遗传还是渐成作为决定因素影响后代的发展,像父母亲相似的体液混合物或在怀孕期饮食诱发的在子宫内的改变。

为了规避这个问题,贝克的团队转向试管内受精。首先研究员对同一基因的老鼠采取三种喂养方式——高脂肪,低脂肪和正常的——喂了6个星期。正如之前预料的,喂养高脂肪的老鼠产生了肥胖和几种葡萄糖不耐受。

之后研究员又从同样的喂养方式和不同的喂养方式中选取各种配对的老鼠的卵细胞和精子进行试管受精,然后把胚胎植入到健康的代孕母鼠身上,这样就可以在配子之外清除掉父母对后代的影响。

出生9个星期后,新一代的老鼠——包括350多只——吃普通的饮食。然后组员们挑战性的让所有老鼠养成肥胖的饮食习惯,然后在6个星期之后记录下动物的体重,同样还有它们对注射的葡萄糖的反映。

所有的老鼠都长胖了,体重增加是强烈的依赖于父母亲的饮食,尤其是在后代的雌鼠中。在挑战结束的时候,“来自于父母亲都是高脂肪饮食的后代雌鼠比来自都控制饮食的父母亲的老鼠后代要重20%,”同样是来自亥姆霍兹研究会的该项研究的合作作者Peter Huypens说,“这真的是太神奇了。”

另外,除了保持胰岛素的产生,不管是雌性还是雄性后代的母亲都以高脂肪的方式喂养,它们比起同一队列的其他老鼠,显示出更高的葡萄糖不耐受,不管父母亲的饮食是怎样,主要表明抗胰岛素会通过卵细胞遗传下去。

诺丁汉大学渐成研究专家Reinhard St?ger,他本人并没有参与到这项研究中来,声称这个发现是“了不起的”。现在,他说:“最大的问题是:这个效果会持续多长时间?持续到F2代?还是F3代?这些渐成的标志有多稳定,或者还需要另外的信息?”St?ger又补充说道父母亲的饮食习惯影响配子的改变有多迅速我们仍然不清楚。“如果你让高脂肪的父母亲保持一周这样的饮食,你会看到同样的效果吗?极端的来说,如果你只吃芝士汉堡会没有关系吗?

Andy Feinberg来自巴尔的摩的约翰霍普金斯大学医学院谨慎的认为虽然这个研究是“设计的相当好,控制的也相当好,“推断要用于人身上的话需要更进一步的研究涉及到更复杂的基于背景。”总的来说,我认为你不能从单一的老鼠近交品系就得出——这种继代效应是对人类糖尿病的主要贡献,“Feinberg这位没有参与到研究中的人这么说。

目前为止,团队希望把这个研究引导回机制上来解释遗传渐成是可塑造的,这需要父母亲一生的时间,Beckers说,他又补充道他和他的同事已经正在调查饮食诱导改变在配子中的RNA转录和methylomes.

“目前我们的数据表明这两者都会受父母亲饮食习惯的影响,”他说,”这是使我们非常兴奋的事情。我们正一点点啃掉新达尔文主义教条而获得了不能被继承的特征。“

P. Huypens et al., “关于饮食诱发肥胖和抗胰岛素的渐成种系遗传,“ 《自然遗传》,doi:10.1038/ng.3527, 2016.

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