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    Cell Metab:父代应激能造成子代高血糖

    摘要 : 2016年2月18日,国际著名学术杂志《Cell》子刊《Cell metabolism》杂志在线发表上海交通大学医学院陈学进研究组和上海交通大学附属瑞金医院李小英研究组联合发表的一篇研究论文,研究发现遭受心理应激的父代小鼠,其子代容易出现高血糖。

    亚美娱乐app www.yynm360.com  2016年2月18日,国际著名学术杂志《Cell》子刊《Cell metabolism》杂志在线发表上海交通大学医学院陈学进研究组和上海交通大学附属瑞金医院李小英研究组联合发表的一篇研究论文,研究发现遭受心理应激的父代小鼠,其子代容易出现高血糖。造成这一现象的主要原因在于,应激改变了父代小鼠精子的表观遗传状态,阻断父代小鼠体内应激激素的作用,则可以逆转这种表观遗传的改变。因此,该研究进一步证实,父亲的生活经历可以通过遗传密码以外的方式传递给子代。李小英研究员和陈学进研究员为论文共同通讯作者。

    李小英表示:“我们对于行为改变是如何影响血糖稳态这个问题很感兴趣。流行病学研究已经证实理应激与糖尿病的发生有关,我们好奇的是这一影响能否跨代遗传。”

    李小英教授的研究团队通过将雄性小鼠放置在塑料管中制动,每天两小时,持续两周,造成其心理应激。两周后,应激雄鼠的血糖较对照组高,但体重增长明显减慢,同时血中应激激素—糖皮质激素的水平也显著升高。之后将两组雄鼠分别与正常雌鼠交配,得到子代小鼠。结果发现:应激组子代小鼠的血糖显著高于对照组子代小鼠。“父代心理应激可以导致子代小鼠血糖升高”,李教授说。

    导致子代小鼠血糖升高的根源在于父亲精子中Sfmbt2基因的表观遗传改变。当雄性小鼠被放置在塑料管中制动时,体内糖皮质激素水平的急增引起精子Sfmbt2基因的甲基化水平增加。这种表观遗传特征的变化并不会影响DNA序列,但却可以影响Sfmbt2基因及该基因内含子中的micorRNA-466b-3p的表达。“应激可以通过糖皮质激素对精子中的遗传物质进行表观遗传修饰,这一现象令人震惊”,文章的另一位共同通讯作者,来自上海交通大学医学院的陈学进教授说。

    并且,应激小鼠精子的表观遗传改变可以遗传至子代小鼠肝脏。研究发现,Sfmbt2基因内含子编码的MicroRNA-466b-3p能够调控肝脏葡萄糖输出的关键酶-PEPCK的表达。但在哺乳动物繁殖过程中,母亲卵子中Sfmbt2基因的表达是关闭的,这表明子代小鼠细胞内真正具有功能的Sfmbt2编码序列来源于父亲的精子。当这仅有的功能性Sfmbt2基因发生如上所述的表观遗传修饰后,将导致MicroRNA-466b-3p的表达下调,从而使PEPCK的表达异常升高,最终导致高血糖的发生。

    令人欣慰的是,基于对机制的深入理解,研究人员能够阻断糖皮质激素对于父代小鼠精子的影响。向雄性小鼠注射一种能够阻断糖皮质激素作用的分子,可以有效抑制精子Sfmbt2基因的过度甲基化。李教授表示,“我们的研究将来有可能为人类高血糖的治疗提供有益的借鉴”。

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    图:父代应激引起子代高血糖机制

    原文链接:

    Paternal Psychological Stress Reprograms Hepatic Gluconeogenesis in Offspring

    原文摘要:

    Both epidemiologic and experimental animal studies demonstrate that chronic psychological stress exerts adverse effects on the initiation and/or progression of many diseases. However, intergenerational effects of this environmental information remains poorly understood. Here, using a C57BL/6 mouse model of restraint stress, we show that offspring of stressed fathers exhibit hyperglycemia due to enhanced hepatic gluconeogenesis and elevated expression of PEPCK. Mechanistically, we identify an epigenetic alteration at the promoter region of theSfmbt2 gene, a maternally imprinted polycomb gene, leading to a downregulation of intronic microRNA-466b-3p, which post-transcriptionally inhibits PEPCK expression. importantly, hyperglycemia in F1 mice is reversed by RU486 treatment in fathers, and dexamethasone administration in F0 mice phenocopies the roles of restraint stress. Thus, we provide evidence showing the effects of paternal psychological stress on the regulation of glucose metabolism in offspring, which may have profound implications for our understanding of health and disease risk inherited from fathers.

    来源: Cell metabolism 浏览次数:0

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