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咖啡如今幾乎算得上是「全民續(xù)命水」了。
每天早晨困到「靈魂出走」,先來一杯;工作學(xué)習(xí)卡在一個(gè)難題上,先來一杯;下午搬磚眼皮不自主打架,還是來一杯。甚至連和人social的場(chǎng)合,咖啡都是那個(gè)從不缺席的「最佳搭子」。牛和馬累了知道休息,現(xiàn)在的「牛馬」累了,大多只會(huì)給自己買杯咖啡罷了。
但說到底,大多數(shù)人眼里的咖啡,影響范圍其實(shí)特別有限。無非是喝了咖啡之后,今天困不困、晚上睡不睡得著、一天喝幾杯才算超標(biāo)。鮮少有人會(huì)細(xì)想,咖啡的影響半徑,會(huì)不會(huì)延伸到比「今天」更遠(yuǎn)的地方。
爸爸愛喝咖啡,
雄性后代「壓力山大」
近期,來自武漢大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表于Advanced Science的一項(xiàng)研究[1]卻發(fā)現(xiàn),父親在孕前長(zhǎng)期大量喝咖啡,會(huì)以表觀遺傳「印記」的形式留在精子中,一路傳到下一代,讓后代在面對(duì)壓力時(shí)變得更加「敏感」,更容易出現(xiàn)焦慮、抑郁樣行為。不過,如果父親在攝入咖啡因的同時(shí)補(bǔ)充葉酸,可顯著緩解這種跨代影響。
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結(jié)果,這些「咖啡因爸爸」的子代,成年后經(jīng)歷冰水游泳等應(yīng)激刺激時(shí),下丘腦-垂體-腎上腺軸(HPA軸)反應(yīng)更強(qiáng)烈,血液中的壓力激素水平顯著高于對(duì)照組,下丘腦中的促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素(CRH)蛋白表達(dá)也明顯增加。
這也意味著,父親孕前長(zhǎng)期攝入咖啡因,讓子代的應(yīng)激系統(tǒng)處于一種更容易激活,反應(yīng)更劇烈的「高敏感」?fàn)顟B(tài)。
不過,這種影響倒不是「一碗水端平」的。正常情況下,雌性后代對(duì)應(yīng)激的反應(yīng)原本就比雄性更強(qiáng);但在父親長(zhǎng)期攝入咖啡因后,雄性后代的HPA軸反應(yīng)明顯被「拉高」了,最終幾乎追平了雌性,原本存在的性別差異被抹平了。
所以說,爸爸的「咖啡因債」,雄性后代默默承擔(dān)了更多,它們?cè)镜摹缚箟簝?yōu)勢(shì)」被削弱了。
這種生理層面的變化,很快也反映到了行為上。在一系列行為學(xué)測(cè)試中,「咖啡因爸爸」的子代表現(xiàn)出了更明顯的焦慮和抑郁樣行為。
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話又說回來,子代身上這些變化,到底是咖啡因直接「動(dòng)的手腳」,還是它誘導(dǎo)的慢性應(yīng)激在背后推波助瀾,目前還真不好說。
于是,研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步把父代來源的精原細(xì)胞,分別放進(jìn)咖啡因和皮質(zhì)酮(壓力激素)這兩種環(huán)境中。結(jié)果,壓力激素組成功讓精原細(xì)胞出現(xiàn)了表觀遺傳改變,但咖啡因這一邊的「直接作案嫌疑」基本洗清了。
既然壓力激素這么關(guān)鍵,如果「掐斷」皮質(zhì)酮信號(hào)的下游入口,又當(dāng)如何呢?
研究者接下來給「咖啡因爸爸」投喂了糖皮質(zhì)激素受體阻斷劑。這時(shí)候,子代們?cè)倜鎸?duì)冰水刺激,變得「無所畏懼」。原本過度亢奮的應(yīng)激反應(yīng)明顯收斂了,焦慮抑郁樣的行為也跟著減輕了不少。
可見,咖啡因更多充當(dāng)了「點(diǎn)火器」的角色,真正在精子中刻下跨代印記的,是那把由它點(diǎn)燃,并持續(xù)燃燒的「壓力之火」。
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從機(jī)制上來說,父親備孕期體內(nèi)的皮質(zhì)酮水平持續(xù)升高。這種高皮質(zhì)酮狀態(tài)會(huì)讓精子上一段關(guān)鍵DNA區(qū)域(IG-DMR)的甲基化水平下降,并遺傳給后代,導(dǎo)致后代大腦海馬腹側(cè)CA1區(qū)中一群微小RNA過度表達(dá),共同抑制了谷氨酰胺酶的生成。
谷氨酰胺酶是合成谷氨酸所必需的關(guān)鍵酶,其水平下降削弱了一條從海馬腹側(cè)CA1區(qū)出發(fā),經(jīng)由梨狀皮層的抑制性中間神經(jīng)元,最終連接到下丘腦室旁核壓力神經(jīng)元的環(huán)路。這條環(huán)路的信號(hào)傳遞減弱后,大腦對(duì)壓力反應(yīng)中樞的「剎車」就失靈了,無法在應(yīng)激時(shí)有效抑制其過度激活,導(dǎo)致后代在面對(duì)壓力時(shí)大量釋放應(yīng)激激素,表現(xiàn)出焦慮和抑郁樣行為。
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難道這代人的「咖啡因債」,真的要用下一代的心理健康來償還嗎?
好在,這一切還有轉(zhuǎn)機(jī)。
考慮到葉酸是DNA甲基化過程中的重要「甲基供體」。既然咖啡因的傷害是通過改變精子的甲基化來「寫入」遺傳信息的,那如果在攝入咖啡因的同時(shí)補(bǔ)充葉酸,是不是就能搶在印記形成前進(jìn)行干預(yù)?
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結(jié)果,葉酸補(bǔ)充有效逆轉(zhuǎn)了精子IG-DMR的低甲基化狀態(tài)。而且,這種保護(hù)效應(yīng)還傳遞到了下一代的海馬體中,后代的HPA軸應(yīng)激反應(yīng)和焦慮、抑郁樣行為也顯著改善了。
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備孕期爸爸愛喝咖啡,
后代肝臟也來「買單」
不僅如此,父代欠下的「咖啡因債」,后代的肝臟也要跟著還。
此前,來自武漢大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表于Advanced Science的另一項(xiàng)研究[2],就把這條傷害鏈的來龍去脈給理清楚了。
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他們發(fā)現(xiàn),這些長(zhǎng)期攝入大量咖啡因的雄鼠,體內(nèi)的皮質(zhì)酮水平會(huì)持續(xù)升高。這種高壓狀態(tài)下,精子中miR-142-3p這一微小RNA的啟動(dòng)子區(qū)域發(fā)生高甲基化,并傳給下一代,導(dǎo)致子代肝臟中miR-142-3p的表達(dá)持續(xù)偏低。
事實(shí)上,miR-142-3p的一個(gè)重要作用是抑制長(zhǎng)鏈酰基輔酶A合成酶4(ACSL4)的生成。miR-142-3p表達(dá)不足時(shí),ACSL4的水平就會(huì)上升,進(jìn)而造成肝臟合成脂肪的速度加快,而分解脂肪酸的能力卻在下降,同時(shí)伴隨慢性炎癥。最終雄性后代在成年后患上非酒精性脂肪性肝炎(NASH),并且這種肝臟損傷還能繼續(xù)傳到第二代,形成跨代傳遞。
總體而言,上述研究揭示了,父親在備孕期大量喝咖啡,會(huì)以表觀遺傳「印記」的形式,通過精子傳遞給下一代。一方面,這種跨代印記會(huì)讓雄性后代的大腦壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)變得異常敏感,在面對(duì)壓力時(shí)更容易過度反應(yīng),表現(xiàn)出焦慮和抑郁樣行為。
另一方面,后代的肝臟也難以幸免,父親的高咖啡因攝入會(huì)導(dǎo)致子代肝臟代謝功能紊亂,脂肪合成加速而分解受阻,并伴隨慢性炎癥,最終讓雄性后代在成年后患上NASH,且這種肝損傷還能繼續(xù)傳到第二代。
我們常說「身體發(fā)膚,受之父母」。現(xiàn)在看來,我們的情緒、抗壓能力,甚至肝臟的代謝水平,或許早就被父親備孕期間愛喝咖啡的生活習(xí)慣給悄悄「編程」好了。
注:研究[1]未開展低、中劑量咖啡因梯度實(shí)驗(yàn),日常少量咖啡攝入的跨代影響尚不明確。研究[2]僅聚焦miR-142-3p甲基化,未全面篩查精子其他DNA甲基化的作用。
參考資料:
[1]H., Xu, D. Paternal Caffeine Exposure Programs Offspring Stress Vulnerability via Sperm Dlk1-Dio3 Imprinting-Directed Remodeling. Adv. Sci. 2026, 13, advs.75380. https://doi.org/10.1002/advs.75380
[2]Zhang, C., Guo, Y., Liu, Y., Liu, K., Hu, W., & Wang, H. Sperm miR-142-3p Reprogramming Mediates Paternal Pre-Pregnancy Caffeine Exposure-Induced Non-Alcoholic Steatohepatitis in Male Offspring Rats. Adv. Sci. 2024, 11, 2405592. https://doi.org/10.1002/advs.202405592
撰文 | 木白
編輯 | 木白
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