陈子江/赵涵团队证实，母亲雄激素过多会跨代遗传增加男性后代的糖尿病风险，热量限制和二甲双胍能够逆转风险

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作者：王聪来源：生物世界

2025-02-18

山东大学团队研究发现母体雄激素暴露会致雄性后代糖尿病易感性跨代遗传，热量限制和二甲双胍可干预，为代谢病防治提供新思路。

近年来，代谢疾病（例如 2 型糖尿病、肥胖）在全球范围内急剧增加，尤其是在儿童和青少年中。这些疾病的发病风险可能与生命早期的不良宫内环境有关。

健康与疾病的发育起源理论（DOHaD）认为，孕期的不良暴露（例如激素失衡、营养不足、毒素和内分泌干扰物）可能导致后代在成年后更容易患上代谢疾病，并且这种风险可能跨代遗传。

母体雄激素水平过高（如多囊卵巢综合征、先天性肾上腺增生等）与女性的代谢功能障碍（例如肥胖、胰岛素抵抗和胰腺β细胞功能障碍）有关，但这对其男性后代的跨代影响尚不清楚。

2025年2月12日，山东大学妇儿与生殖健康研究院赵涵教授、陈子江院士、张玉青副研究员等在 Cell Discovery 期刊发表了题为：Transgenerational inheritance of diabetes susceptibility in male offspring with maternal androgen exposure 的研究论文。

该研究发现，母体的雄激素暴露通过改变雄性后代精子的 DNA 甲基化模式，导致胰腺β细胞功能障碍，进而增加糖尿病的发病风险，且这种风险能够在雄性后代中跨代遗传。而热量限制（CR）和二甲双胍（Metformin）治疗可以逆转母体雄激素暴露引起的代谢紊乱，并阻止其跨代传递，为预防和治疗代谢疾病提供了新策略。

在这项新研究中，研究团队使用了山东大学生殖医学中心的大规模母婴队列，分析了 561 名患有高雄激素血症（女性血液中的雄激素水平异常升高）的母亲所生的儿子和 1122 名雄激素水平正常母亲的儿子的代谢参数。结果显示，患有高雄激素血症的母亲所生的儿子在儿童期表现出 β 细胞功能异常。

接下来，研究团队在小鼠模型中进行了验证实验，F0 代母鼠在孕期（E16.5-E18.5）接受二氢睾酮（DHT，一种雄激素）注射，模拟母体雄激素暴露，随后观察 F1-F4 代雄性小鼠的代谢表型。

结果显示，F1 代雄性小鼠在 8 周龄时表现出血糖水平降低和葡萄糖耐量增强，但 F2 代小鼠则出现高血糖和葡萄糖不耐受，且这种表型在 F3 代中持续存在。随着年龄增长，F1-F3 代雄性小鼠的高血糖和葡萄糖不耐受现象逐渐加重。高脂饮食（HFD）进一步加剧了这些代谢紊乱。

该研究还发现，母体雄激素暴露导致其雄性后代胰腺β细胞功能受损，表现为胰岛素分泌减少和胰岛素分泌相关的基因（例如Pdx1、Irs1、Ptprn2、Cacna1c等）的表达下调。通过全基因组甲基化测序（WGBS）和转录组分析，研究团队发现，F1 代雄性小鼠精子中与胰岛素分泌相关的基因发生了 DNA 甲基化改变，并且这些甲基化改变在 F2 代小鼠的胰岛中得以保留，导致这些基因的表达继续下调。

此外，该研究还发现，F1 代小鼠精子中的 DNA 甲基化改变与 2 型糖尿病患者的胰岛和血液中的甲基化标记有重叠，表明这些甲基化标记可能作为早期预测人类 2 型糖尿病风险的生物标志物。

在上述发现的基础上，研究团队进一步发现，热量限制（CR）和二甲双胍（Metformin）治疗可以逆转 F1 代雄性小鼠的高血糖和葡萄糖不耐受，并阻止这些代谢紊乱向 F2 代的传递。这些干预措施通过恢复精子中异常的 DNA 甲基化模式，改善了β细胞功能基因的表达。

代谢表型