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題圖 | Pixabay
撰文 | 宋文法
氧化應激是哺乳動物表觀遺傳的重要調控因素,它能直接或間接地改變DNA甲基化、組蛋白修飾和非編碼RNA等表觀遺傳標記。氧化還原失衡引發的表觀遺傳改變與眾多人類疾病相關,包括衰老相關疾病、神經退行性疾病、癌癥、心血管疾病、發育障礙等。
然而,尚不清楚氧化還原失衡,是否能通過雄性生殖細胞感知,并轉化為可遺傳的表觀遺傳改變,從而影響后代健康。
近日,美國德克薩斯農工大學研究團隊在《細胞與發育生物學前沿》雜志上發表了一篇題為" Therapy to teratology:chronic paternal antioxidant supplementation alters offspring placental architecture and craniofacial morphogenesis in a mouse model "的研究論文。
研究顯示,健康雄性長期補充抗氧化劑,可能會擾亂其生殖細胞的表觀遺傳狀態,改變后代的發育軌跡,包括后代的面部發育異常和胎盤結構改變,結果為亂補抗氧化劑的人群敲響了警鐘。
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圖:論文截圖
在這項研究中,研究團隊對健康雄性小鼠進行為期六周的孕前抗氧化劑補充,包括兩種廣泛使用的抗氧化劑N-乙酰半胱氨酸(NAC)和硒,隨后與常規雌性小鼠配對繁殖,通過CT成像、幾何形態測量學等技術,分析了抗氧化劑對后代發育的影響。
結果發現,補充抗氧化劑的父代小鼠的整體代謝健康未受影響,但顯著改變了后代的面部發育和胎盤結構。
在面部發育上,雌性后代表現為眼外角間距縮短6.5%、瞳孔間距縮小4%、左眼面積減少15%、頭部整體面積減小6%;雄性后代面部輪廓形狀發生了顯著變化,下頜生長和眼、耳的位置出現了偏移,且面部對稱性受到影響。
在胎盤結構上,盡管后代胎盤重量和效率無顯著變化,但胎盤組織學結構出現性別特異性改變,雄性和雌性后代的蛻膜體積分別減少約10%和15%,雌性后代的胎盤連接區體積增加15%。
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父代孕前補充抗氧化劑會改變后代的面部發育(圖:論文截圖)
對父代小鼠分析發現,其睪丸中的谷胱甘肽水平升高50%,肝臟線粒體DNA拷貝數也有所增加,證明抗氧化劑確實發揮了生物化學作用,但這種「過度作用」可能觸發了生殖細胞的氧化還原失衡,從而通過表觀遺傳機制產生跨代發育毒性。
研究指出,氧化應激本是調節表觀遺傳修飾的生理信號,完全消除這一信號,可能干擾精子發生過程中的正常表觀遺傳重塑。研究提示,在健康雄性中,亂補或長期使用抗氧化劑,即使父代無明顯健康問題,長期干擾氧化還原平衡也可能改變后代的發育。
研究人員表示,N-乙酰半胱氨酸和硒是人類常用的抗氧化補充劑,盡管本研究使用的是小鼠模型,但仍提示健康人群不應隨意補充抗氧化劑。
綜上,凡事都要講究平衡,過猶而不及,就像一株植物一樣,長時間暴曬就會脫水,而澆水過多則會爛根,但如果陽光和水分達到平衡,植物就能茁壯成長,健康就在于此。
參考文獻:
https://doi.org/10.3389/fcell.2025.1697843
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