导语：塑料是现代生活的一部分，塑料甚至无处不在，但其已经对环境构成重大挑战，也对健康构成极大危机。塑料相关的内分泌干扰物质（endocrine disrupting chemicals，EDC）与许多慢性病的风险增加有关。例如，父母接触EDCs已会导致后代代谢紊乱，包括肥胖和糖尿病的遗传。
截至目前，大多数研究都集中在母体在EDC暴露下对后代健康的影响，但最新一项研究“Paternal phthalate exposure-elicited offspring metabolic disorders are associated with altered sperm small RNAs in mice”，由加州大学河滨分校和内华达大学的研究人员共同完成并发表在Environment International。研究发现：接触塑料中化学物质的父亲会影响其后代两代人的新陈代谢健康。
图1 研究成果（图源：Environment International）
本次研究由加州大学河滨医学院生物医学系任教的Changcheng Zhou领导，研究发现父亲暴露于邻苯二甲酸酯的不利影响，代际效应是由于直接暴露于压力源而发生的变化，例如暴露于DCHP的父亲（F0代）和他正在发育的精子（F1代）。跨代效应是传递给未直接暴露于压力源的后代的变化（例如，F2代）。邻苯二甲酸酯是用于使塑料更耐用的化学品，邻苯二甲酸二环己酯（Dicyclohexyl Phthalate，DCHP）对小鼠F1和F2后代代谢健康有极大影响。父亲接触DCHP4周会导致F1后代的胰岛素抵抗升高和胰岛素信号传导受损。在F2后代中观察到相同但较弱的效果。
Changcheng Zhou的团队专注于精子研究，特别是负责将信息代代相传的小分子RNA。研究人员使用了“PANDORA-seq方法”，这是一种创新方法，表明接触DCHP会导致精子中的小分子RNA发生变化。PANDORA-seq可广泛用于分析各种生理和疾病条件下的小分子RNA，以促进发现与这些条件有关的关键调控小分子RNA。传统的RNA测序方法无法检测到这些变化，这些方法缺乏对PANDORA-seq提供的小分子RNA概况的全面概述。
越来越多的研究表明父亲的环境接触（例如，饮食控制、运动、在有毒物质环境中暴露）可能会导致后代终生代谢表型改变，但是父系获得表型的潜在机制仍然难以捉摸。例如，之前发现成熟的小鼠精子携带主要形式的小分子RNA，包括tsRNA和rsRNA。将来自HFD暴露的雄性小鼠的精子tsRNA/rsRNA富集RNA片段（30-40nt）注射到对照受精卵中可导致F1小鼠发生代谢紊乱。研究进一步表明，RNA修饰可以改变二级sncRNA结构和生物学特性，并且是精子sncRNA在表观遗传中的生物学影响所必需的。这些研究支持“精子RNA代码”在后代代谢表型编程中的概念。
图2 研究过程（图源：Environment International）
本次研究仅使用F1雄性小鼠与未暴露的雌性小鼠进行繁殖以产生F2后代。研究小组发现，父系DCHP暴露会在雄性和雌性F1后代中引起代谢紊乱，例如葡萄糖耐量降低，但这些紊乱仅见于雌性F2后代，该研究没有测试F3后代。
Zhou强调，DCHP广泛用于各种塑料制品，并已在食品、水和室内颗粒物中检测到，甚至在人体尿液和血液样本中也发现了DCHP。实际上，美国环境保护署最近将DCHP指定为20种高度优先的风险评估物质之一。Zhou建议最好尽量减少塑料制品的使用，这不仅对人类的健康有利，也有助于减少塑料污染。
参考资料：
[1]Liu J, Shi J, Hernandez R, et al. Paternal phthalate exposure-elicited offspring metabolic disorders are associated with altered sperm small RNAs in mice. Environ Int. 2023 Jan 23;172:107769. doi: 10.1016/j.envint.2023.107769. Epub ahead of print. PMID: 36709676.
[2]https://www.rna-seqblog.com/pandora-seq-reveals-the-health-impact-of-chemicals-in-plastics-is-handed-down-two-generations/
