吸烟、高脂饮食:这些行为可能让你子孙输在起跑线上

由于后天行为不会改变DNA序列，科学界普遍认为后天行为对个体的影响不会在很长一段时间内传递给后代。然而，近年来的一些研究揭示了不健康的习惯，例如，不良的饮食不仅会给自己带来疾病，还会影响到自己的后代。从科学上讲，这种现象被称为“表观遗传”，是一种与DNA序列本身变化无关的遗传效应。

19世纪50年代，达尔文提出了经典进化论来描述自然选择现象。遗传学和分子生物学经历了一个世纪的发展，那时，一个新的生物进化理论时代被开启了。该理论认为，DNA序列会随机变异，携带能够适应环境的特定序列的个体可以繁殖和生存。然而，越来越多的研究发现，相对于新表型的比率，DNA的随机突变率仍然太低，并且两者不匹配。

上世纪中叶，英国发育生物学家康拉德·沃丁顿(Conrad Waddington)在实验中发现，给予果蝇化学刺激或外界温度变化会导致后代产生不同的翅膀类型。他首先提出了“表观遗传学”的概念，即遗传效应不完全受DNA序列控制的现象。经过几十年的发展，科学家发现主要的表观遗传途径包括基因甲基化或组蛋白修饰。外部环境造成的任何影响都可能被个体遗传信息永久记录下来，并以表观遗传的形式传递给后代。

吸烟对后代有深远的影响。

2015年，一项基于实际人口的研究首次表明，吸烟会影响子孙后代。在那一年的欧洲呼吸学会国际会议上，一些学者提出，祖母在怀孕期间吸烟与他们孙子的哮喘发作有相当大的关系。50年来，哮喘的发病率一直在上升。学术界一直认为环境变化是主要原因。因此，所有以前的研究都没有及时对个体进行纵向研究。

科学界同意吸烟影响基因功能的观点。当时，一些学者开始考虑这种效应是否会传染给人类的后代。他们收集了20世纪80年代44853位祖母的数据。与孙辈哮喘病例数据的交叉比较显示，如果祖母一代在怀孕期间吸烟，即使母亲一代不吸烟，孙辈患哮喘的风险也会增加10%-22%。

该研究的主要作者卡罗琳·洛奇(Caroline Lodge)说:“老一辈人的吸烟行为将直接影响后代人的哮喘发病。此外，不排除这种效应会增加其他疾病的发病率。”

吸烟的影响可能会遗传三代。来源:pixabay

我不想洛奇成为预言。去年发表在《科学报告》上的一篇文章也提出了类似的观点。布里斯托尔大学的科学家对14500名志愿者进行了调查和分析。他们发现，如果祖母在怀孕期间吸烟，她们更有可能出现社交障碍症状，如自闭症，这将增加53%的可能性。

母亲的影响如此之深，父亲能在一个安全的地方抽烟和躲藏吗？就在本周，美国科学生物学公共图书馆发表的一篇文章指出，父亲长期摄入尼古丁会给他们的孩子甚至孙子带来认知缺陷。该研究小组来自佛罗里达州立大学的帕拉德普·比德实验室。文章称，这种效应不是由于孩子吸收了父亲的“二手烟”，而是由于父亲摄入尼古丁导致他们精子中一些关键基因的表观遗传变化。

比德说:“一般来说，健康科学界更关注母亲摄入尼古丁或香烟成分对后代的影响，并将其列为后代行为障碍和注意力缺陷多动障碍(ADHD)的重要风险因素。”父亲的影响在风险因素中被低估了，部分原因是科技的局限性。目前，仅从环境影响因素来讨论遗传影响仍然很困难。例如，仍然很难回答吸烟父母的哪种遗传倾向会导致后代多动症，或者吸烟会导致哪种特定的遗传变化。

带有特殊基因表观遗传修饰的免疫荧光技术出现在服用尼古丁的小鼠后代中。图片来源。

为了克服这个困难，比德和实验小组给刚产生精子的性成熟雄性小鼠喂了含有低尼古丁的水，然后把它们和正常雌性小鼠放在一起。尽管雄性老鼠本身并没有表现出异常，但它们的后代无论性别如何都表现出多动症、注意力缺陷和认知僵化。对父本精子的分析结果表明，表观遗传修饰发生在许多基因的启动子区，包括多巴胺D2基因，它在大脑发育和认知中起着重要作用。这表明这些基因修饰对后代造成了潜在的认知缺陷。

比德说:“男性吸烟者是女性吸烟者的两倍。我们的发现表明，我们也应该关注父亲吸烟对后代健康的影响。”

高脂肪饮食使后代肥胖

除了胰岛素抵抗和成瘾行为之外，喂食高脂肪食物的雌性小鼠的后代也会受到肥胖的影响。本月《转化精神病学》的一份研究报告称，这种现象甚至可能发生在第三代老鼠身上。

瑞士苏黎世理工学院的研究人员发现，怀孕后第二代雌性小鼠的代谢效率将在祖母级小鼠高脂饮食培养后发生很大变化，并伴有一些肥胖特征。同时，老鼠也表现出一些上瘾的行为，例如喜欢服用特殊的药物。在第三代小鼠中，研究人员观察到，即使提供正常饮食，雌性小鼠仍然表现出肥胖症状和成瘾行为，而雄性小鼠则没有。

这篇文章的作者达里娅·皮莱格·雷布斯坦博士说:“大多数关于肥胖和糖尿病长期影响的研究都局限于第二代人，我们关注的是第三代人。研究发现，只要祖母吃得太多，肥胖也会在第三代人身上发生。这项研究没有揭示具体的分子机制，而皮莱格-赖比斯坦目前正在继续深入探索。

高脂饮食(HFD组)的F2和F3后代表现出对酒精和兴奋剂的依赖。图片来源。

体育对后代有益。

坏习惯会影响后代。好习惯呢？今年，德国神经退行性疾病研究中心的一个小组指出，身体或精神训练不仅对自己有好处，而且对后代的认知能力也有好处。这篇文章发表在四月份的细胞报告上。安德烈·菲舍尔教授说，目前，医学界认为定期锻炼在预防老年痴呆症方面发挥着重要作用，但实验发现，这种作用可能会传给后代。

锻炼的好处也会传给后代。来源:pixabay

费舍尔的团队在特殊条件下建立了一组老鼠模型。这些小鼠暴露于刺激环境，因此运动量比对照组小鼠高得多。通过对两组小鼠后代的分析，发现高体力活动小鼠的后代具有明显更强的学习能力。对大脑结构的分析表明，这些后代海马的突触可塑性得到了增强。海马在认知学习行为中起着重要作用，突触可塑性也能显示神经细胞的沟通程度，是个体学习能力的细胞基础。

随后，研究小组从雄性运动小鼠的精子中提取核糖核酸，并将其注入受精卵。新生小鼠也表现出较好的突触可塑性和学习能力。分析发现，其中一个关键因素是一种叫做核糖核酸(MicroRNA)的分子，它能显著影响基因表达。MiRNA212和miRNA132在促进认知行为中发挥作用。"这是表观遗传学首次与特定的miRNA联系起来."费希尔说。