PLOS Biology:人类精子对饮食的快速反应

  近几十年来,全球肥胖人数的增加和精子质量的稳步下降是两个令人担忧的趋势。与此同时,来自模型生物的诸多证据表明,父亲的饮食可以影响后代的代谢健康。
  近日,发表在《PLOS Biology》上的一项新研究中,来自瑞典林雪平大学的研究人员发现,精子会受到饮食的影响,而且这种影响会迅速产生。该研究为精子的功能提供了新的见解,或将为测量精子质量的新诊断方法提供依据。
  研究通讯作者、林雪平大学临床与实验医学系高级讲师Anita Öst说:“我们发现,饮食会影响精子的活力,而且我们可以将这些变化与精子中的特定分子联系起来,并表明这种快速反应在一到两周后就会非常明显。”
  已知影响精子质量的生活方式和环境因素有很多,例如男性生殖年龄、内分泌干扰物(如杀虫剂和重金属)的环境暴露,以及众所周知精子质量差的风险因素,如吸烟、饮酒和缺乏运动,还包括肥胖和相关疾病,如2型糖尿病等。
  在这项研究中,该研究团队从表观遗传现象着手进行分析。表观遗传现象涉及到物理特性或基因表达水平的变化,即遗传物质。在某些情况下,这种表观遗传变化可能导致性状通过精子或卵子从父亲或母亲传递给子代。
  在先前的一项研究中,科学家们发现雄性果蝇若在摄入过量糖分后不久就进行交配,常常会生出超重的后代。类似的小鼠研究则表明tRNA衍生的小RNA(tsRNA)在下一代出现的这些表观遗传现象中发挥了一定作用。这些RNA片段异常大量的存在于许多物种的精子中,包括人类、果蝇和老鼠。到目前为止,其功能还未得到详细的研究。科学家们推测,精子中的RNA片段可能与表观遗传现象有关,但现在就说人类也是如此还为时过早。这项新研究的目的是研究高糖摄入是否会影响人类精子中的RNA片段。
  在该研究中,研究人员对15名20至27岁健康且不吸烟的年轻男性进行了研究,并对他们进行了个性化饮食管理。参与者遵循为期两周由研究人员提供的饮食。第一周:基于北欧营养建议的健康饮食。第二周:研究人员在他们的饮食中平均每天添加了375克的糖,这相当于3.5升加糖饮料或450克糖果的糖。精液样本采集了三次,分别是在研究开始、第一个健康饮食周后和第二个高糖饮食周后。同时,研究人员还记录了参与者的其他健康指标。

                                                                                                          图片来源:《PLOS Biology》
研究人员注意到,在干预的2周内,所有个体的精子活力都稳定在较高的水平。

                                                                                                     图片来源:《PLOS Biology》
从各个时间表来看,值得注意的是,在研究开始时,三分之一的参与者精子活力非常低,接近或低于普通人群参考值的34%。已知精子活力是影响精子质量的几个因素之一。通过单独绘制该低精子运动力组,研究人员可以清楚地观察到,该组在测试期间显著改善了精子活力,最明显的影响已在第一周后显现出来。
Anita Ost说:“研究表明,精子活力可以在短时间内改变,而且似乎与饮食密切相关。这具有重要的临床意义。但我们无法断言就是糖造成了这种影响,因为它可能是基本健康饮食的一个组成部分,对精子有积极的影响。”
研究人员还发现,与精子活力有关的小RNA片段也发生了变化。他们现在正计划继续这项工作,并调查男性生育能力与精子中的RNA片段之间是否存在联系。他们还将确定RNA编码是否可以用于新的诊断方法,以测量体外受精过程中的精子质量。

文章转自中国生物技术网