单细胞转录组测序揭示精子tsRNA促进获得性代谢紊乱的跨代遗传

Sperm tsRNAs contribute to intergenerational inheritance of an acquired metabolic disorder

越来越多的证据表明：子代的代谢紊乱现象可以从父亲的饮食中觅得踪迹，但其机制仍不明了。研究人员在高脂饮食诱导的父代肥胖小鼠模型中，发现一类成熟精子中高度富集的小RNA（tsRNAs）可为一种表观遗传信息的载体，将高脂诱导的父代紊乱表型传递给子代。

     父代获得性代谢紊乱性状通过精子tsRNA向F1代传递

研究通过从第五周开始持续喂食F0代雄性老鼠6个月高脂食物（HFD），获得了父亲饮食诱导代谢紊乱的老鼠模型。将HFD和ND组的精子总RNA分别注射进正常的受精卵中，发现来源HFD组精子的后代葡萄糖耐受性受损。通过对HFD组和ND组精子RNA组分的进一步研究发现，片段大小30~40 nt的tsRNA组分造成F1子代代谢紊乱。

图1 精子tsRNA 将父代获得性代谢紊乱传递给F1代

     高脂肪饮食父亲小鼠精子的tsRNA使得F1代早期胚胎的基因表达差异化

研究者收集注射了ND和HFD精子tsRNA后的8细胞时期和胚囊期的小鼠胚胎进行比较转录组学分析，发现父本精子的tsRNA影响了子代早期胚胎转录本的变化，差异基因的功能分析揭示HFD的子代小鼠中，多条代谢通路及细胞功能受到了影响，这些差异影响了F1代从胚胎期到成年的代谢基因表达水平，并最终影响F1代的表型。

图2 来自高脂肪饮食父亲小鼠精子的tsRNA 使得F1代早期胚胎的基因表达差异化

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