2023-08-03 13:16:30 来源 : 钱江晚报
潮新闻客户端 通讯员 张弛 记者 林辰辰
(资料图片仅供参考)
近年来，随着经济和社会的迅速发展，高龄产妇的比例大大增加。一方面，二胎、三胎政策的开放使得许多高龄的母亲倾向于再次生育；另一方面，女性受教育年限延长等原因导致生育年龄推迟。统计数据显示，我国2016年高龄孕妇人数比例已从2011年的10.1%上升至19.9%，其中40岁以上的比例大幅增加。
以上海地区为例，2022年女性的平均初育年龄已经从已经从1980年的26.6岁上升至30.36岁。这种生育推迟的现象实际上在全世界都很普遍。然而，这一现象对下一代的长远影响有哪些呢？对人类的健康繁殖会带来什么样的影响呢？
近日，西湖大学生命科学学院吴连锋、马仙珏和杨剑团队合作在Cell Research杂志发表了一篇题为 "Maternal aging increases offspring adult body size via transmission of donut-shaped mitochondria"的最新研究成果。该研究在线虫、果蝇和人类中得出了一致的结论：“母亲”的生育年龄会影响“孩子”成年后的身高等特征。他们发现，高龄“母亲”生育的“孩”子可能在成年后身高会更高。
自然界：“母亲”的生育年龄会影响“孩子”的身高
西湖大学吴连锋团队长期从事衰老相关研究，其中他们一直关注生殖衰老对后代健康的影响。在一次偶然的实验中，研究人员发现了一个有趣的现象：年老线虫子代的身体总是很长。这种现象与衰老是否直接相关？这个问题激发了研究人员极大的好奇心。
线虫作为一种特殊的模式生物，有两种性别：雌雄同体和雄虫。在平常的科研中，研究人员主要利用雌雄同体进行生物学实验，因此这样很难控制雄虫年龄对子代体长的影响。
为了探究雄虫的生育年龄是否也会影响子代的体长，研究团队利用雌雄杂交的实验进一步观察了来自年老雄虫的子代体长，令人惊讶的是，他们发现子代的体长并没有受到雄虫生育年龄的影响，而完全取决于“母亲”的生育年龄。
为了验证这一现象是否普遍存在于动物界，吴连锋团队与马仙珏和杨剑团队进行合作探究。马仙珏博士是果蝇方面的专家，长期利用果蝇来研究器官大小和癌症的分子机制；杨剑博士则是人类遗传学专家，主要通过遗传分析手段研究人类复杂性状和疾病的关系。他们在三个独立的系统（线虫、果蝇和人类）中一致地证明了这一保守现象：“母亲”（而不是“父亲”）的生育年龄会影响“孩子”的身高。
西湖大学研究团队发现甜甜圈线粒体的神秘功能
既然“母亲”的生殖衰老会影响“孩子”的成年体长，那么是否在“母亲”的生殖系统中早就存在了导致“孩子”体长差异的证据呢？
研究人员通过电镜观察年轻和年老线虫的生殖系统差异后惊讶地发现：年老线虫“母亲”的生殖系统和后期胚胎中都有很多甜甜圈样的线粒体。他们随后追踪了“孩子”的发育过程，发现这种甜甜圈线粒体直到子代线虫的性成熟阶段才完全消失。因此，他们将重点放在了这种甜甜圈线粒体上。
什么是甜甜圈线粒体？线粒体是细胞制造能量的结构。甜甜圈线粒体就是线粒体的一种形态。一般认为，这种线粒体是低能“静息态”，在应激信号消失后，它们会恢复为棒状的正常形态，并重新恢复正常功能4。
研究显示，在年轻线虫“母亲”的“孩子”身上诱导产生这种甜甜圈线粒体可以让孩子的体长增加。而敲除负责甜甜圈线粒体形成的关键基因则会阻断甜甜圈线粒体的形成，同时也阻断了“母亲”年龄效应的传递，充分证明了甜甜圈线粒体在“母亲”年龄效应传递中扮演着决定性的角色。
截至目前，在动物水平上研究甜甜圈线粒体的文献相对较少。本研究首次在年老线虫的性腺中发现了甜甜圈线粒体的存在，并证实其可以通过卵子传给后代。这也是动物水平上揭示甜甜圈线粒体生理功能的第一个研究报告。
值得一提的是，该研究探讨了“母亲”年龄对子代性状形成的长远影响，并利用体长这一表型解析了其背后的生物学机制。然而，相关机制在进化上是否高度保守？是否可以用来解释高龄“母亲”子代在成年期其他性状的形成以及幼年时期的健康状况？甜甜圈线粒体能否作为生殖衰老的生物标志物等这些重要问题，仍需进一步的研究加以解析。
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