圖片來源：PNAS（DOI：https://doi.org/10.1073/pnas.1707337115）
在西方社會，為人父母的平均年齡越來越大，這并非沒有“并發(fā)癥”。母親年齡較大長期以來被認為是兒童健康的危險因素。懷孕時父親的高齡，會對后代產生不利的影響，也已被證實。
領導這項新研究的Dan Ehninger博士說：“從統(tǒng)計學上講，相較于年輕父親的后代，某些疾病在年老父親的孩子中發(fā)生得更頻繁，如自閉癥、**分裂癥等。先前，已有許多流行病學研究描述了，父親年齡與后代健康狀況之間的關系。而我們想要解決的是，是否雄性生殖細胞中與年齡相關的生物學變化會對后代健康產生影響。”
DZNE scientists Dan Ehninger and colleagues studied intergenerational influences on aging. Source: DZNE / Daniel Bayer
年老父親的后代壽命更短
為了回答這一問題，科學家們對兩組小鼠進行了評估，分別是：1）年輕鼠爸爸（young mouse-fathers）的后代；2）年老鼠爸爸的后代。其中，年輕鼠爸爸是在4個月大的時候進行交配，這個年齡段的小鼠相當于年輕成人；而年老鼠爸爸至少21個月大，已經相當于老年人了。
研究中，鼠媽媽的年齡都是4個月大。所有的后代都在相同的生活條件下長大，從未與它們的父親接觸過。兩組小鼠分別在6個月和19個月大的時候接受了檢查。
參與該研究的Martin Hrab? de Angelis教授說：“我們研究了13種生物學參數，包括腎 臟的沉積物、肺組織變化，以及與氧化應激相關的蛋白質改變等。這些參數先前已被證明會在小鼠自然衰老期間發(fā)生變化。”
分析結果顯示，與年輕鼠爸爸19個月大的后代相比，與衰老相關的特征“在年老鼠爸爸19個月大的后代中”更為顯著。此外，在壽命方面，父親年齡的影響也很明顯：年輕父親的后代要比年老父親的后代中位壽命（median lifespan）長約2個月。
Source: pixabay / qimono
關鍵機制：甲基化傳遞
那么，究竟是什么導致了兩組后代的差異呢？科學家們并不認為是后代的基因組缺陷導致了不同的發(fā)育。他們發(fā)現，兩組小鼠的突變率并沒有顯著差異。不過，小鼠父親的精子卻發(fā)生了重要的變化。這種變化與精子所攜帶的基因組上的表觀遺傳標記（即甲基化）有關。
Ehninger博士說：“事實上，年輕鼠爸爸和年老鼠爸爸精子甲基化狀態(tài)存在顯著差異并不讓人驚訝，因為，我們知道‘甲基化會隨著年齡和生活條件發(fā)生改變’已經有一段時間了。我們的重要發(fā)現是，不同年齡鼠爸爸的后代也存在相似的DNA甲基化差異。這表明，這些表觀遺傳標記可能傳給了下一代。”
“以前人們認為，在精子和卵細胞融合的過程中，父親的表觀遺傳標記會完全被消除。然而，現在，我們發(fā)現，從父親基因組中消除甲基化標記的過程是不徹底的。”Ehninger博士進一步解釋道。
該研究還證實，這種“甲基化消除的不徹底”影響了具有調節(jié)壽命和年齡相關病理作用的基因。年老鼠爸爸后代的mTORC1信號通路的激活狀態(tài)增加了。該通路是生長和許多代謝過程的重要調節(jié)者。
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不能直接應用于人類
對于這些發(fā)現對人類又有怎樣的影響，Ehninger博士表示：“在這項研究中，我們所描述的是哺乳動物模型生物（mammalian model organism）中的基本機制。這些可能與人類有關，但不能直接應用于人類。不過，我們的發(fā)現為繼續(xù)在人類中開展相關研究提供了一個很好的理由。”
參考資料：
Laboratory Study Shows that Father’s Age Can Affect Offspring Lifespan
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