虽然孩子的线粒体DNA(mtDNA)完全遗传自母亲,但精子中会携带各种类型的RNA,包括线粒体RNA,这些RNA会受到环境因素的影响,从而影响到后代的特征。
精子受影响有两个重要的窗口期。精子在生精小管中产生,随后在附睾中成熟,两个阶段在小鼠中分别需要35天和7天,这期间精子的表观基因组会受环境影响改变。
研究者在设计实验时对这两个阶段进行了区分。让雄性小鼠在6周龄时接受2周高脂饮食(HFD),随后与雌性小鼠交配,此时受精并产生后代的精子是在附睾成熟阶段受HFD影响(eHFD)。
随后雄性小鼠恢复正常饮食4周再与雌性小鼠交配,此时受精并产生后代的精子是在精子发生阶段受HFD影响(sHFD)。
HFD并不影响雄性小鼠的精子发生和生殖能力,但小鼠长胖了许多,并出现了葡萄糖不耐受的症状。所幸4周正常饮食后这些表现就恢复了。
亲代的高脂饮食似乎也并未影响到子代小鼠的体重,但在eHFD小鼠中,约有30%的雄性子代出现了葡萄糖不耐受的现象(HFDi)。这些小鼠在正常饲养8周后仍然葡萄糖不耐受,且有显著的胰岛素抵抗,可以认为这种代谢紊乱表型是稳定遗传的。
sHFD小鼠的相关指标都很正常。