父親的壓力會遺傳給孩子:精子通過細胞間的方式傳遞
來源:中國科學報
一個承受巨大壓力的父親會給孩子帶來創傷。新研究表明,這是因為精子通過一種神秘的細胞間交流方式「學習」了父親的經驗,在此過程中,小泡從一個細胞分裂出來並與另一個細胞融合。
這些從細胞中噴射出來的粒子攜帶著蛋白質、脂質和核酸,它們就像一個郵政系統,延伸到身體的所有部位,釋放出被稱為細胞外囊泡的小包裹。它們的內容物似乎是精心挑選的。美國馬里蘭大學醫學院神經生物學家Tracy Bale說:「囊泡內的物質不僅決定了它從哪裡來,還有它要去哪裡,以及它到達那裡後會做什麼。」
在近日於加州聖地亞哥舉行的美國神經科學學會年會上,Bale等宣布了初步研究成果。他們展示了細胞外囊泡如何調節大腦迴路,幫助診斷神經退行性疾病,以及如何改變精子進而破壞後代的大腦健康。
Bale和同事做了一系列老鼠實驗。給老鼠施加壓力很容易,把它塞進一個無法動彈的管道里,弄濕它的床上用品或讓它暴露在白噪音中,其壓力荷爾蒙水平就會飆升,就像那些擔心經濟狀況或面對持續工作壓力的人一樣。值得注意的是,如果一隻小鼠的父親承受了一段時間的壓力,那麼它對壓力的生理反應也會明顯不同。在某種程度上,「它們的大腦發育與父親沒有經歷過壓力的小鼠會有不同」。Bale實驗室幫助建立小鼠模型的博士後Chris Morgan說。
最大的問題首先是關於父親生活環境的信息如何到達子宮。Morgan說,「畢竟,爸爸只在那裡呆了一個晚上,甚至只有幾小時。」「他的精子能承載此前的創傷記憶嗎?」這個想法似乎是合理的,但也存在爭議。因為DNA是如此緊密地擠在一個精子的細胞核中,「想到(細胞)會對環境中的任何事物作出回應真讓人吃驚。」Bale實驗室原博士生、現在紐約西奈山伊坎醫學院做博士後的Jennifer Chan說。
她推斷,肯定有其他種類細胞的DNA會對環境變化做出反應,這些細胞可以將信息傳遞給精子細胞,並在受精時傳遞相關信息。她聚焦與發育中的精子相互作用的細胞群,它們會釋放幫助精子生長和成熟的分子。它們還會分泌細胞外囊泡,Chan證明了正是這些囊泡的內容物與精子細胞融合,輸入了此前父親的壓力記憶。
並未參加這項研究的加州大學聖地亞哥分校神經科學家Robert Rissman說,這些發現「非常新穎,且有著深刻影響,尤其是當我們考慮到服兵役或其他工作環境可能帶來的巨大壓力時」。「我認為有必要更好地了解這種效應的特殊性,以及不同類型的壓力源或壓力源的強度如何調節這個系統。」
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