圖1 研究成果（圖源：Environment International）

本次研究由加州大學(xué)河濱醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)系任教的Changcheng Zhou領(lǐng)導(dǎo)，研究發(fā)現(xiàn)父親暴露于鄰苯二甲酸酯的不利影響，代際效應(yīng)是由于直接暴露于壓力源而發(fā)生的變化，例如暴露于DCHP的父親（F0代）和他正在發(fā)育的精子（F1代）?？绱?yīng)是傳遞給未直接暴露于壓力源的后代的變化（例如，F(xiàn)2代）。鄰苯二甲酸酯是用于使塑料更耐用的化學(xué)品，鄰苯二甲酸二環(huán)己酯（Dicyclohexyl Phthalate，DCHP）對(duì)小鼠F1和F2后代代謝健康有極大影響。父親接觸DCHP4周會(huì)導(dǎo)致F1后代的胰島素抵抗升高和胰島素信號(hào)傳導(dǎo)受損。在F2后代中觀察到相同但較弱的效果。

Changcheng Zhou的團(tuán)隊(duì)專注于精子研究，特別是負(fù)責(zé)將信息代代相傳的小分子RNA。研究人員使用了“PANDORA-seq方法”，這是一種創(chuàng)新方法，表明接觸DCHP會(huì)導(dǎo)致精子中的小分子RNA發(fā)生變化。PANDORA-seq可廣泛用于分析各種生理和疾病條件下的小分子RNA，以促進(jìn)發(fā)現(xiàn)與這些條件有關(guān)的關(guān)鍵調(diào)控小分子RNA。傳統(tǒng)的RNA測(cè)序方法無(wú)法檢測(cè)到這些變化，這些方法缺乏對(duì)PANDORA-seq提供的小分子RNA概況的全面概述。

越來(lái)越多的研究表明父親的環(huán)境接觸（例如，飲食控制、運(yùn)動(dòng)、在有毒物質(zhì)環(huán)境中暴露）可能會(huì)導(dǎo)致后代終生代謝表型改變，但是父系獲得表型的潛在機(jī)制仍然難以捉摸。例如，之前發(fā)現(xiàn)成熟的小鼠精子攜帶主要形式的小分子RNA，包括tsRNA和rsRNA。將來(lái)自HFD暴露的雄性小鼠的精子tsRNA/rsRNA富集RNA片段（30-40nt）注射到對(duì)照受精卵中可導(dǎo)致F1小鼠發(fā)生代謝紊亂。研究進(jìn)一步表明，RNA修飾可以改變二級(jí)sncRNA結(jié)構(gòu)和生物學(xué)特性，并且是精子sncRNA在表觀遺傳中的生物學(xué)影響所必需的。這些研究支持“精子RNA代碼”在后代代謝表型編程中的概念。

圖2 研究過(guò)程（圖源：Environment International）

本次研究?jī)H使用F1雄性小鼠與未暴露的雌性小鼠進(jìn)行繁殖以產(chǎn)生F2后代。研究小組發(fā)現(xiàn)，父系DCHP暴露會(huì)在雄性和雌性F1后代中引起代謝紊亂，例如葡萄糖耐量降低，但這些紊亂僅見(jiàn)于雌性F2后代，該研究沒(méi)有測(cè)試F3后代。

Zhou強(qiáng)調(diào)，DCHP廣泛用于各種塑料制品，并已在食品、水和室內(nèi)顆粒物中檢測(cè)到，甚至在人體尿液和血液樣本中也發(fā)現(xiàn)了DCHP。實(shí)際上，美國(guó)環(huán)境保護(hù)署最近將DCHP指定為20種高度優(yōu)先的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估物質(zhì)之一。Zhou建議最好盡量減少塑料制品的使用，這不僅對(duì)人類的健康有利，也有助于減少塑料污染。