如果你想强壮，跑步吧!
如果你想健美，跑步吧!
这是古希腊人对运动热情洋溢的赞美。
奇点糕还想在后面加一句，如果你想让自己的后代更健康，也去跑步吧！
最近，美国哈佛医学院Laurie Goodyear和俄亥俄州立大学的Kristin Stanford博士在小鼠中发现，运动逆转了父亲因高脂饮食对精子造成的不良影响，从而改善了后代的葡萄糖代谢缺陷。这有助于减少后代的肥胖和2型糖尿病风险。
他们发现，当雄性小鼠吃高脂饮食时，不仅其本“鼠”体重上升，他们的后代也出现了代谢缺陷。而如果让吃高脂饮食的父亲同时进行锻炼，其生育的后代的健康状况就有了明显改善。这一切，都源自在于精子中小RNA的改变。这项研究发表在近期的著名学术期刊Diabetes上[1]。
左Goodyear博士，右Stanford博士
表观遗传的例子已经有很多了。不久前，我们刚报道了父亲吸烟能影响自己精子中DNA的甲基化状态，损害后代大脑功能的研究。
其实不仅是吸烟，父母的营养状况也会影响后代的健康。
无论是在小鼠还是人类中都发现，母亲营养过剩或者营养不足都会对后代有不利影响，影响包括胎儿发育，后代生长以及长远的健康。此外还有研究表明，父亲也会导致后代出现肥胖症或代谢紊乱[2]。
在小鼠模型中就发现，吃高脂饮食或者低蛋白的雄鼠的后代，胚胎甲基化，胎儿发育，以及长期的心血管功能，代谢健康都受到了负面影响[3]。
唉，看着都是有害的遗传，难道父亲就不能给孩子带给好的影响吗？
这些有害的表观遗传好像都是不好的习惯引起的。那一些好的习惯，比如运动，能让人聪明，健美，又强壮，是否也可以遗传呢？Goodyear博士很赞赏这个想法。
她的团队在小鼠中进行了实验。他们给雄性小鼠喂食高脂饮食或普通饮食，3周后发现高脂饮食的小鼠体重明显要更高，葡萄糖耐受能力也被损害了。不仅如此，这些小鼠的后代体重更重，葡萄糖耐受能力变弱，而且胰岛素耐受能力也受到了损害。
在另外一组实验中，研究人员让高脂饮食的雄性小鼠同时进行跑步锻炼，发现其生育的后代就健康多了。体重和正常食物组的后代类似，葡萄糖和胰岛素耐受能力也处于正常水平。父亲锻炼后，这些损害在后代中不存在了！
饮食和锻炼对小鼠体重及葡萄糖耐受能力的影响
那到底是哪些组织增加了对葡萄糖的耐受呢？将放射性标记的脱氧葡萄糖注射到小鼠血液中，经对比发现，锻炼过的小鼠的后代骨骼肌，腓肠肌，趾长伸肌以及心脏处的葡萄糖吸收都有明显增加。此外，腹膜处的脂肪组织也吸收了更多的葡萄糖。
锻炼过的父亲生育的后代对葡萄糖的吸收能力明显增加了，这对于血糖的控制有重要意义！
父亲锻炼究竟是如何影响到后代的呢？
只能到精子中去找了。
对比吃高脂饮食和普通饮食，以及锻炼和没锻炼的小鼠的精子，发现他们的精子数量倒是没什么差别，但是精子的运动能力却明显不同。吃高脂饮食又喜欢久坐的小鼠，运动的精子比例最低；吃高脂饮食后被“强迫”锻炼的小鼠，运动精子的比例回到了和吃普通饮食的小鼠一个水平。原来，如果父亲运动的话，他们的“小蝌蚪”也喜欢运动，变得更有活力！
当然，说到遗传，那就避不开遗传物质了。
研究人员将这些小鼠精子里的小RNA进行了测序，发现高脂饮食改变了精子中一些小RNA的丰度，而这些小RNA之前被证明会影响后代的代谢功能[4]。
有意思的是，有运动习惯的雄性小鼠的精子中，这些小RNA又回到正常水平了。也就是说那些由高脂饮食引起的，本来是准备“躲”在精子“祸害”后代的负面因子，在父亲的努力锻炼下，被消灭在了萌芽中！
不同组小鼠的精子活力和小RNA的变化
本文作者表示，这项研究第一次详细展示了运动对于精子中小RNA的影响，为未来的探索打下了一个坚实的基础。更重要的是，他们发现父亲锻炼可能有助于减少下一代肥胖和2型糖尿病的犯病风险。
高脂饮食或者锻炼的影响对个体本身来说，可能只是会存在于某些组织中，而且更多是实时的。但是若被刻在精子里遗传给了后代，那后代全身的细胞可能会都带有这种影响，而且很有可能是终身的。
加拿大麦吉尔大学的表观遗传学家Sarah Kimmins表示：“这项科学研究的结果非常坚实，而且非常令人兴奋！”[5]
运动对于本人的好处已不需要我们多说，抵抗肥胖，增强心血管能力，促进肌肉合成，改善大脑环境……数不胜数。
父亲对孩子的爱，可以在他们出生前就给予。还有什么理由不去运动呢？
编辑神叨叨
想起当年奇点糕的师兄备孕的事了，现在看还是挺有道理的……
好多科研进展看不过来怎么办！奇点糕们呕心沥血吐打的美味科学糕瞬息了解一下~
前沿进展，奇速抵达，瞬息之间，捕捉万变！还有资深医学编辑中文精选噢~
参考资料：
[1] Stanford, K. I., Rasmussen, M., Baer, L. A., Lehnig, A. C., Rowland, L., White, J. D., … & Goodyear, L. J. (2018). Paternal Exercise Improves Glucose Metabolism in Adult Offspring. Diabetes,.
[2] Carone BR, Fauquier L, Habib N, Shea JM, Hart CE, Li R, Bock C, Li C, Gu H, Zamore PD, Meissner A, Weng Z, Hofmann HA, Friedman N, Rando OJ. Paternally induced transgenerational environmental reprogramming of metabolic gene expression in mammals. Cell 2010; 143:1084-1096
[3] Binder NK, Hannan NJ, Gardner DK. Paternal diet-induced obesity retards early mouse embryo development, mitochondrial activity and pregnancy health. PloS one 2012; 7:e52304
[4] de Castro Barbosa T, Ingerslev LR, Alm PS, Versteyhe S, Massart J, Rasmussen M, Donkin I, Sjogren R, Mudry JM, Vetterli L, Gupta S, Krook A, Zierath JR, Barres R. High-fat diet reprograms the epigenome of rat spermatozoa and transgenerationally affects metabolism of the offspring. Molecular metabolism 2016; 5:184-197
[5]https://www.sciencemag.org/news/2018/10/when-fathers-exercise-their-future-offspring-may-benefit-mouse-study-suggests
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本文作者 | 低温艺术家
