腸道菌群也能遺傳？ 新研究：后代發(fā)育不良或因男方腸道菌群紊亂導致

對于當代打工人而言，腸道或許是很多人最為脆弱的器官了……快節(jié)奏的生活、難以規(guī)律的飲食作息以及各式各樣的外賣都在時刻給予腸道高壓。大部分的胃腸道不適其實都是因為腸道菌群紊亂導致的，或許在很多人看來這并不是什么嚴重的問題，吃幾片止疼藥就當對付了。

但是，如果說這小小菌群還能影響后代的生長發(fā)育呢？我們都知道基因可以遺傳，但是腸道菌群也能通過遺傳影響下一代確是聞所未聞。就在近日，Jamie A. Hackett 團隊在 Nature 上發(fā)布的研究中將后代的生長發(fā)育和準爸爸的腸道菌群掛鉤了起來，甚至還建立了腸道-生殖軸調(diào)節(jié)機制，劍指腸道菌群紊亂是導致后代發(fā)育不良的罪魁禍首。

對后代不良發(fā)育具有持續(xù)性但也具有可逆性

研究者通過對雄性小鼠進行直接的藥物干擾，使用非吸收性抗生素（nABX）在雄性小鼠中建立了腸道微生物組失調(diào)誘導模型，對雄性小鼠進行低劑量 nABX 用藥 6 周后會導致雄性小鼠腸道微生物群多樣性、豐度和豐富度顯著降低，即造成腸道菌群失調(diào)，但發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象是可逆的，并且在 nABX 停藥 8 周后逐漸恢復(fù)。

以上要注意的是：nABX 是不能穿過胃腸上皮細胞，因此可通過應(yīng)用 16s 核糖體RNA測序，來表明腸道微生物組的失調(diào)與生殖相關(guān)的直接反應(yīng)。測序結(jié)果中顯示對于 nABX 用藥 6 周后腸道菌群失調(diào)的雄性小鼠子在體重、生育能力和生存方面沒有顯著影響。

接著，研究者將使用 nABX 處理的雄鼠與未經(jīng)過 nABX 處理的雌鼠進行交配，對 F1 代表型進行分析，結(jié)果顯示，與對照組雄鼠后代相比，nABX 雄鼠的后代不僅發(fā)育遲緩于對照組后代，并且存活率也比對照組低。

為了除去其他潛在抗生素的干擾，研究者通過滲透性瀉藥（聚乙二醇（PEG））對雄鼠模型進行胃腸道清潔后，發(fā)現(xiàn)結(jié)果仍然相同。這就再一次表明了腸道菌群紊亂的準爸爸對后代發(fā)育具有不良影響。

此后對于腸道菌群恢復(fù)正常后，能否逆轉(zhuǎn)后代的發(fā)育遲緩研究者做了以下驗證：在雄性小鼠在用藥 6 周后停止用藥，讓其腸道菌群自行恢復(fù)，經(jīng)過 4~8 周的恢復(fù)期后再與健康雌鼠交配。

結(jié)果顯示需要經(jīng)過至少 8 周的恢復(fù)期之后，雄性小鼠的腸道微生物菌群達到平衡，此時后代表型也恢復(fù)正常。上述結(jié)果表明，腸道菌群紊亂的準爸爸對后代發(fā)育造成的影響是可逆的。

睪丸生理機能和腸道菌群紊亂有直接關(guān)系

研究者發(fā)現(xiàn)，用藥的雄性小鼠在睪丸重量、精小管結(jié)構(gòu)上發(fā)生變化。通過對不同用藥處理的雄性小鼠：用藥 6 周、用藥 6 周 + 4 周恢復(fù)處理，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過用藥干擾后腸道菌群紊亂的雄性小鼠與對照組之間有明顯的不同，這一發(fā)現(xiàn)與傳播 F1 效應(yīng)的時期是相對應(yīng)的。

而且在 6 周處理 +8 周恢復(fù)的處理后，用藥的雄性小鼠與對照組是一致的。這表明睪丸生理受到腸道微生物群擾動的影響。

此外，研究者還通過對睪丸樣本進行了非靶向代謝組、轉(zhuǎn)錄組檢測等方式，發(fā)現(xiàn)在腸道菌群紊亂的雄性小鼠的睪丸和血漿中，瘦素（leptin）的含量明顯減少。而瘦素是一種由脂肪細胞分泌的激素，在能量代謝與生殖功能中發(fā)揮關(guān)鍵作用，與此同時，缺乏瘦素的雄性小鼠子代出現(xiàn)了轉(zhuǎn)錄組紊亂的情況。

實驗結(jié)果正是表明，菌群失調(diào)是影響睪丸的組織結(jié)構(gòu)與脂質(zhì)與脂肪酸代謝等生理功能的“隱性殺手”。而這樣的實驗結(jié)論也證實了存在腸道-生殖軸并且瘦素是調(diào)節(jié)腸道-生殖軸的重要媒介。

腸道菌群紊亂的準爸爸會影響后代胎盤功能

研究者發(fā)現(xiàn) nabx 處理的雄性胚胎與對照組相比沒有 Degs，并且胚胎轉(zhuǎn)錄組無法通過 PCA 區(qū)分。而在下調(diào)的 Degs 中，值得注意的是對胎盤發(fā)育重要的幾個因子的下調(diào)，如 Hand1 和 Syna，這表明了胎盤個體在發(fā)育時受損。

為了進一步研究這種可能性，研究者對胎盤質(zhì)量相對于胚胎的比例進行了評分后發(fā)現(xiàn)，來自 nABX 雄性小鼠所生 F1 胎胎盤胎盤迷宮區(qū)顯著減少、血管化明顯受損以及胎盤梗死增加，結(jié)果表明胎盤的缺陷源自于腸道菌群紊亂的準爸爸。

綜上所述，我們其實可以清晰的知道準爸爸腸道菌群的失衡對后代生長發(fā)育是頗具風險的。與此同時在文章開頭的疑惑也得到了解答，在腸道和生殖之間，存在著腸道-生殖軸，而由腸道紊亂引起的“鍋”，確實是由生殖系統(tǒng)來背，并且這個“鍋”背的有理有據(jù)。所以，各位準爸爸們，不僅要保持健康的生活習慣，也要關(guān)注到腸道菌群的平衡，從起點開始，全方位的保障我們的后代健康的成長。

參考文獻：

[1] Argaw-Denboba A, Schmidt TSB, Di Giacomo M, Ranjan B, Devendran S, Mastrorilli E, Lloyd CT, Pugliese D, Paribeni V, Dabin J, Pisaniello A, Espinola S, Crevenna A, Ghosh S, Humphreys N, Boruc O, Sarkies P, Zimmermann M, Bork P, Hackett JA. Paternal microbiome perturbations impact offspring fitness. Nature. 2024 May;629(8012):652-659. doi: 10.1038/s41586-024-07336-w. Epub 2024 May 1. PMID: 38693261; PMCID: PMC11096121.