父親生物鐘紊亂，將影響后代健康

　　我們的生活是以24小時為周期的，包括明與暗兩階段。生物體具有晝夜節律，它將睡眠-覺醒和禁食-進食周期與明暗周期結合起來，允許身體預測日常環境變化并協調生理活動。

　　在哺乳動物中，晝夜節律是通過生物鐘實現的。

　　我們生活在一個“24小時社會”，光照和食物全天候供應，日程越來越緊，壓力越來越大，這會干擾我們的正常節律，并導致一定程度的晝夜節律紊亂。流行病學研究和模型生物對照研究表明，晝夜節律紊亂與代謝、精神和腫瘤等復雜疾病的風險增加有關。

　　盡管越來越多的證據表明，母親的晝夜節律紊亂，無論是在懷孕之前還是懷孕期間，都會改變后代的表型，導致后代亞健康。但關于父親的晝夜節律對后代健康的作用知之甚少。

　　2021年5月26日，德國環境衛生研究中心的研究團隊在Science子刊Science Advances期刊發表了題為：Disruption of paternal circadian rhythm affects metabolic health in male offspring via nongerm cell factors的研究論文。

　　研究團隊發現父代小鼠晝夜節律紊亂的影響會傳遞給后代，而這種影響并非通過生殖細胞傳遞，而是受孕時通過精液中的皮質酮影響胎盤和胎兒組織的轉錄改變，進而影響后代的健康。這些發現表明，受孕時父親的晝夜節律健康是一種新的后代表型的決定因素。

　　首先研究團隊對雄性小鼠施行了三十天的夜間禁食，該組小鼠在白天出現高胰島素血癥，皮質酮夜間階段開始時失去經典峰值，肝臟基因表達發生深刻的轉錄重編程，表明三十天的限制飲食足以擾亂雄性小鼠的晝夜節律。

　　將該組雄性小鼠與未受飲食限制的母鼠交配產生的雄性后代整體食欲亢進，表現出更高的代謝率，高血糖，同時保持葡萄糖耐受。血液檢測發現后代出現了高皮質酮血癥。這些發現表明，父代晝夜節律的破壞會重編程雄性后代的攝食行為和代謝健康。

　　根據健康與疾病的發育起源假設，大多數個體代謝表型是在子宮內確定的。為了了解父代晝夜節律紊亂對后代健康的影響是否可以影響子宮，研究團隊建立了一個獨立的 F0 雄性隊列，將它們與之前描述的年齡匹配且未暴露的雌性交配。

　　在胚胎日18.5天時，胎盤RNA-seq 顯示出胎兒生長受限的基因表達模式和糖皮質激素/糖皮質激素受體（GC/GR）信號的改變。因此，父親晝夜節律的破壞可能會導致通過胎兒生長受限觀察到的后代表型和母代子宮中GC/GR信號的改變。

　　精漿含有成熟精子的營養因子和一系列對受精、著床、胎盤和妊娠結局很重要的細胞因子、激素和代謝物。研究團隊測量了不同光照時間下飲食限制與對照雄性精漿中的皮質酮濃度，發現三十天的夜間禁食嚴重抑制了精液中皮質酮的節律性，在晝夜轉換時的峰值明顯不那么明顯。

　　為了檢驗精液中皮質酮減少對于父系晝夜節律紊亂的代際后果很重要的假設，研究團隊建立了一個當精漿中的皮質酮水平在對照組與飲食限制組雄性之間沒有顯著差異的新隊列。該隊列的后代小鼠食欲亢進、代謝失衡趨于正常化。表明受孕時的皮質酮信號對于父代晝夜節律紊亂對后代表型的影響很重要。

　　綜上所述，該研究使用了經過驗證的父代夜間禁食干擾晝夜節律的環境模型，并表明父代的晝夜節律對后代的進食行為、葡萄糖控制和激素水平很重要。父代只要三十天的限制飲食就足以在正常明暗循環和隨意喂養的雄性后代中誘發食欲亢進、高血糖和皮質酮節律紊亂。胎盤的分析揭示了父代晝夜節律紊亂的后代中胎兒生長受限的轉錄特征。因此，父代的晝夜節律可能通過改變子宮內的發育環境來控制后代的新陳代謝，進而影響后代健康。