Notice: Undefined index: HTTP_ACCEPT_LANGUAGE in /var/www/wordpress/wp-content/plugins/wp-super-cache/plugins/wpcc-wp-super-cache-plugin.php on line 77 《自然》子刊:科學家首次證實,啪啪啪前的環境溫度會刻在精子裡,影響後代的健康!溫度越低,後代越不容易吃胖 | 科學大發現 - 壹头条

《自然》子刊:科學家首次證實,啪啪啪前的環境溫度會刻在精子裡,影響後代的健康!溫度越低,後代越不容易吃胖 | 科學大發現

  不知道你有沒有注意到一個現象,我們的身體質量指數(BMI)與我們媽媽懷上我們的季節有明顯的相關性。

  科學研究也發現,那些在寒冷的季節結合的精子和卵子,發育的個體更不容易發胖;而那些在溫暖的季節結合的精子和卵子,發育的個體更容易發胖[1]。

  對這個現象啊,科學家有很多種解釋。其中有一個說法非常有趣,它認為這可能與男性的生理結構有關。正是由於男性生殖器的獨特結構,導致它可以感知外界環境溫度的變化,進而影響了後代的健康[2]。

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  這個說法簡直了。我一直以為大自然給男性的這個設計,是留給女性朋友們在關鍵時候踢的。沒想到這個獨特的構造竟然有可能是因為大自然為了與哺乳動物的後代互動而設計的。

  不過遺憾的是,目前還不清楚精子是不是真的可以通過這個特殊的構造感受外界溫度的變化。所以啊,上面的理論,也就是個假說而已。

  近日,來自蘇黎世聯邦理工學院的Christian Wolfrum團隊在頂級醫學期刊《自然醫學》上發表的一篇論文,給受孕的季節與後代健康之間的相關性,提供了一個科學的解釋[3]。文章的第一作者是Wenfei Sun博士和Hua Dong博士(從名字上看似乎是中國科學家,可惜沒找到照片)。

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  Christian Wolfrum教授

  研究人員發現,雄性動物在授孕前經過一段時間的寒冷刺激,這段低溫經歷似乎會刻在精子裡,形成特殊的記憶,導致他的後代有更多活躍的棕色脂肪。由於棕色脂肪細胞是消耗能量產熱的,所以這些後代往往更不容易長胖,也不容易產生胰島素抵抗。而這種現象在雌性動物身上沒有觀察到

  如此看來,環境溫度會對精子產生影響,只不過Sun博士和Dong博士的研究表明,這個影響實現的方式之一是通過雄性身上的棕色脂肪組織

  看完這個研究,國外的朋友紛紛表示,在準備生娃前,有必要把自己的男朋友塞到冰箱裡冷靜一下了。

  那,事實究竟如何呢?我們還得看看Wolfrum團隊這個研究是如何完成的。

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  不同溫度和肥胖程度下,PET/CT掃描的棕色脂肪組織

  他們在2007年到2015年間,一共招募了8440個成年人,做了FDG-PET/CT掃描。然後分析了所有人的掃描資料,發現一個有趣的現象,那些有較多啟用棕色脂肪組織的人,他們大多是在10月份到次年2月份被懷上的(這是在瑞士,平均溫度在2攝氏度左右),而且他們的BMI相對較小而那些沒有啟用棕色脂肪組織的人,他們大多是在4月份到9月份被懷上的(這也是在瑞士,平均溫度在13攝氏度左右),他們的BMI也相對較大

  鑑於這是個回顧性的研究,研究人員認為,他們還不能斷定這就是環境溫度不同導致的差異。於是他們就抓了一批小白鼠,把這批小白鼠分別丟在23攝氏度或8攝氏度的環境下一段時間,然後讓它們啪啪啪繁育後代。

  研究人員就發現,那些生活在寒冷環境中的小鼠,繁育的後代有更多的被啟用的棕色脂肪和米色脂肪(米色脂肪與棕色脂肪具有相似的產熱功能,也可以促進能量消耗)。這就意味著,寒冷刺激確實是導致後代棕色和米色脂肪更活躍的原因。

  那這個影響究竟是來自父方,還是來自母方?藉助體外受精技術,他們發現,寒冷加在幼鼠身上的影響是通過鼠爸爸實現的。而且這種影響促使幼鼠在面對冷刺激的時候,棕色脂肪更活躍,系統的代謝也更強烈。總之,這類小鼠的代謝能力是超級旺盛的。

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  左邊兩個是對照小鼠,右邊兩個是寒冷刺激條件下出生的小鼠(P-CE)

  不難看出,在常溫條件下(上面一排)兩種小鼠的體溫是差不多的

  在寒冷刺激30個小時之後,P-CE小鼠體溫顯然更高

  這種超級旺盛的代謝能力,似乎給那些爸爸被寒冷刺激過的小鼠帶來了很多好處。

  研究人員用高脂飲食分別餵食寒冷刺激條件下誕生的小鼠和正常溫度下誕生的小鼠。結果呢,相比於那些正常溫度下誕生的小鼠,寒冷刺激條件下誕生的小鼠那是超級能吃啊。

  最關鍵的是,吃更多的高脂飲食,體重增長的卻很慢,體脂也很低,甘油三酯水平也更低,對胰島素也更敏感。這簡直是逆天的表現啊

  寒冷刺激雄性小鼠是如何給後代帶來如此好的影響的?

  這種外界的溫度變化,畢竟不會導致基因突變。唯一的可能解釋就是精子中遺傳物質在表觀遺傳層面被改變了。於是,研究人員給受到寒冷刺激和沒有受到寒冷刺激小鼠的精子,做了甲基化測序。

  果不其然,兩類小鼠精子之間的甲基化水平差異很大。而且這種差異,確實與後代的表型差異密切相關。進一步分析發現,精子遺傳物質甲基化水平的變化,與棕色脂肪組織的轉錄組直接相關

  至此,Wolfrum團隊的研究人員基本可以確定,外界的寒冷刺激了雄性小鼠的棕色脂肪組織,導致棕色脂肪組織的基因表達出現變化,這種變化反應在蛋白水平上,再作用於精子,導致精子遺傳物質的甲基化水平發生相應的變化

  實際上,這也是科學家首次證實外界的寒冷刺激會顯著的改變精子的甲基化水平

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  至於冷刺激對後代的影響,為什麼與母親無關。研究人員表示,在受精卵的發育過程中,精子遺傳物質的甲基化會相對比較穩定,而卵細胞則會抹去之前的甲基化狀態,根據發育的需求重新甲基化。言外之意,溫度對卵細胞的影響在受精後就被清除了。

  而精子之所以會保留,研究人員認為這可能跟生物的進化有關。尤其是在生物的進化過程中有可能會經歷寒冷的“冰河時期”,寒冷在精子裡留下的記憶可以幫助後代產生更多的熱量,以度過艱難的時期

  大自然真的很神奇,生命也很神奇。

  實際上,去年5月份,我們寫過一篇文章,說是“你抽的煙、喝的酒、吃的炸雞、熬的大夜,都會刻在你的精子裡,影響你後代的健康”。

  很多還未曾生育的讀者看完之後表示,為了後代的健康,自己一定會戒菸戒酒戒垃圾食品,或者勸自己的物件戒。

  不過啊,這事兒現在看來似乎還沒完。

  當然啦,我們現在肯定不能斷定,文章開頭所描述的季節與人類BMI之間的關係,一定就是Wolfrum團隊發現的這個機制。也沒必要在備孕期間時不時把自己的物件塞到冰箱裡冷凍一下。這個機制還需要人體研究去進一步證實。

  不過呢,根據大資料分析來看呢,我們還是可以選擇在寒冷的冬季備孕試試看,如果真如Wolfrum團隊所言,你的娃兒應該會謝謝你。

  編輯神叨叨

  好像還要考慮小孩的入學問題。

  2017年表觀遺傳學領域的進展,都在下面這本書裡。

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  參考文獻:

  [1]. Phillips D I, Young J B. Birth weight, climate at birth and the risk of obesity in adult life.[J]. International Journal of Obesity, 2000, 24(3): 281-287.

  [2]. Zhang Z, Short R V, Meehan T, et al. Functional analysis of the cooled rat testis.[J]. Journal of Andrology, 2004, 25(1): 57-68.

  [3]. Wenfei Sun,Hua Dong, et al. (2007). Cold-induced epigenetic programming of the sperm enhances brown adipose tissue activity in the offspring.Nature Medicine,2018.

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  本文作者 | BioTalker

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