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孩子学习不好,可能和爸爸吸烟有关

已有 9231 次阅读 2017-7-26 10:43 |系统分类:科普集锦|关键词:吸烟,本人抑郁,孩子多动,分子机制| 吸烟, 分子机制, 本人抑郁, 孩子多动

吸烟有害健康,这是大家都公认的事实。抽烟可以增加肺癌、口腔癌、胃癌的疾病的罹患率也是不争的事实。但是抽烟,特别是父亲抽烟对子女的影响,研究的人就比较少。这里的原因可能是,父亲抽烟,母亲就会被动吸烟,在流行病学调查中,会有一些困难。

我们实验室长期从事有关吸烟对男性生殖影响的研究。我们利用一个小鼠吸烟模型,模拟一个人每天吸20支烟的水平,连续处理一个生精周期后,再进行一系列的研究。

我们首先发现,小鼠爸爸抽烟,会让小鼠爸爸自己抑郁,但是小鼠的儿子却不抑郁,反而社交能力增加。刚开始发现这样的现象以后,让我们深感疑惑。当时的学生们,把这个发现留给了后面来的研究生。我们把这些行为学的结果,与动物行为学家李卫东教授讨论了以后,他很认真地告诉我们,后代小鼠是多动症的表现。有了这样一个结论,我们就在想,是什么让后代发生了与亲本不一样的行为学改变?

人们很早就关注了环境因素与精神疾病的关系,人们发现二战结束的1944-1945年冬季,由于战争所造成的饥荒,导致了后代罹患精神分裂症发病率的增加。瑞士科学家2014年在Nature Neuroscience上也发文说,被红色高棉镇压的后代中,罹患抑郁的人比较多,且这一现象是通过精子中的小RNA传递的,他们的发现在动物实验中也得到了验证。Nature Neuroscience编辑部也发文在问,电子香烟中,仅含有尼古丁,是否会对神经系统有影响呢?

带着我们的问题,我们很快又对尼古丁处理小鼠及后代的行为学进行了分析。结果与吸烟的结果类似。父亲抑郁,儿子(F1代)多动,但是到孙子(F2代)的时候,这种跨代的效应就消失了,也就是说,爸爸吸烟仅影响儿子的行为,不会对孙子产生什么影响。

那么,这种机制是什么呢?我们首先对精子的转录组学进行了分析,希冀从中找到蛛丝马迹。幸运的是,我们发现精子中Wnt4及其下游的信号被尼古丁激活了。同时,我们还发现,尼古丁处理组后代脑组织中的Wnt4信号通路也是被激活的。是什么机制激活了Wnt4信号通路呢?按照已有的观念,一个是Wnt4启动子区域DNA甲基化的程度,另外一个就是microRNA的表达。我们首先观察了与Wnt4相关的基因启动子区域的甲基化状态,遗憾的是,没有一个启动子甲基化状态受到了影响。我们用用TartetScan软件对Wnt4microRNA进行了预测,找到了10几个潜在的miRNA。通过real-time PCR分析,双荧光素酶报告实验,最终确定的mmu-miRNA15b的变化与Wnt4蛋白的表达呈负相关,且在吸烟和尼古丁注射小鼠精子中,以及后代小鼠脑组织中得到了验证。

既然我们推测mmu-miRNA15b的低表达与Wnt4的高表达是造成F1代小鼠多动的原因,那么我们就需要有新的证据证明这个推测。我们分别构建了mmu-miRNA15bWnt4的慢病毒表达载体,分别注射到尼古丁处理后的F1代小鼠海马区,结果发现mmu-miRNA15b可以反转多动的表型。而Wnt4注射到正常小鼠的海马区以后,则可诱导小鼠多动。

至此,我们证明了尼古丁首先增加了精子中miRNA15b启动子区域的甲基化,减少了miRNA15bd的表达,且这一甲基化印迹到了子代大脑中,也减少了大脑中miRNA15b的表达,从而增加了Wnt4的表达水平,激活了其下游的信号通路,最终导致了多动症的产生。因此,孩子学习不好,注意力不集中,很可能就是在受孕前爸爸吸烟的结果。



为了你的孩子比你更聪明,准爸爸们,在准备要孩子之前,还是要戒掉一段时间烟吧!戒烟的时间越长越好!




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