加州大學河濱分校的科學家們研究了父母飲酒(父親懷孕之前和孕婦懷孕期間)與後代發育之間的關係。

在發表於《酒癮:臨床和實驗研究》(Alcoholism: Clinical and Experimental Research)上的一篇論文中,研究人員報告說,當暴露於酒精的雄性小鼠與未接受過酒精的雌性交配時,其後代大腦發育明顯不足。具體來說,新皮質大腦是負責複雜認知和行為功能的哺乳動物大腦中最複雜的部分,一旦出現模式缺陷,其中異常基因表達導致連接錯誤。儘管這些小鼠及其母親均未曾接觸過酒精,但它們的大腦顯示出與胎兒酒精症候群(Fetal Alcohol Spectrum Disorders)或FASD小鼠模型一致的變化。

負責這項研究的心理學副教授凱利·霍夫曼說:“人們已經知道孕婦在懷孕期間飲酒已有多年的危險;但是,人們幾乎沒有考慮過在嘗試懷孕時飲酒的安全性。” FASD鼠標模型。“我們的研究發現,暴露於酒精的父親產生的受孕,會對孩子的大腦和行為發展產生有害影響。”

在《神經藥理學》(Neuropharmacology)上發表的第二篇論文中,霍夫曼(Huffman)的團隊報告說,當給雌性小鼠妊娠時給予膽鹼,一種必需的營養素以及酒精時,與產前酒精暴露相關的負面結果,例如體重,腦部重量和體重的減少。在後代中,新皮層的解剖異常得以減少。這表明補充膽鹼可以預防與產前飲酒有關的不良後果。

霍夫曼說:“我們的研究發現,在產前飲酒時補充產前膽鹼,可以改善後代的大腦異常和行為發育。” “它挽救了與FASD相關的某些表型。”

父親的罪責

在第一個研究中,雄性小鼠在與未喝過酒精的雌性交配之前大約要飲酒兩三個星期。霍夫曼(Huffman)的研究小組發現,這種孕期前父源性酒精暴露會改變其後代的新皮質大腦基因表達和連通性。後代還表現出非典型特徵,例如焦慮或過動症增加以及運動功能下降,這與酒精父親所生孩子的某些記錄的行為方式一致。

霍夫曼說:“受孕前父親經常飲用中度至高量的酒精,可能會因酒精暴露於父親的精子而對後代的發育產生負面影響。” “在我們以前的研究中,我們描述了父系如何特別地在一次產前酒精暴露後通過多個世代傳遞遺傳變化。顯然,受孕之前的父系環境對於健康的後代發育至關重要。”

此外,研究小組發現,由於增加的過動,協調能力受損和短期運動學習能力受損,父親的酒精暴露通常比雌性後代受到的不利影響更大。

這項研究是第一個檢查母體前期酒精暴露對新皮質大腦總體解剖發育(包括遺傳模式和大腦徑路發育)的影響,並在受影響的後代中進行廣泛的行為分析。霍夫曼(Huffman)的研究小組計劃擴展小鼠研究,以研究父親飲酒對後代的影響是否會傳播給後代。

霍夫曼(Huffman)由研究生凱瑟琳·E·康納(Kathleen E. Conner)和萊利·T·貝托姆(Riley T.

營養搶救

根據孕產婦年齡,美國多達18%的孕婦在懷孕期間報告飲酒。妊娠期或產前酒精暴露會導致後代出現問題。在小鼠中,母親的產前酒精曝露會導致總體發育異常,包括體重下降,腦部重量下降和腦部尺寸下降。而且,酒精暴露會導致嬰兒新皮質大腦的形成嚴重異常,並導致徑路或連接或相關功能受損。

在第二項研究中,霍夫曼的團隊將妊娠小鼠暴露於25%的酒精(FASD模型的常規劑量)以及整個妊娠期間每公升氯化膽鹼補充劑約640毫克一起補充。她的團隊的目標是測試補充膽鹼對產前酒精暴露引起的異常新皮質大腦和行為發育的潛在挽救效果。

膽鹼是一種類似於維生素的必需營養素,它是甲基的提供者,對大腦的正常發育至關重要,因為膽鹼會生成連接到DNA並影響基因表達的甲基。考慮到霍夫曼實驗室發現的產前飲酒會產生邊際效應,霍夫曼的研究小組認為膽鹼與酒精並用可以減輕暴露的有害影響。

研究論文的第一作者巴托姆說:“我們的發現表明,在懷孕期間向酗酒的婦女提供甲基提供者,例如膽鹼,可以有效減少產前酒精暴露可能造成的損害程度。” “這可能會減少我們產前酒精暴露模型中FASD的多代遺傳。”

霍夫曼實驗室的前研究生Charles W. Abbott III加入了霍夫曼和巴托姆的研究。這項工作是Bottom論文研究的主要組成部分。

這項研究得到了國家酒精濫用和酒精中毒研究所授予霍夫曼的資助。以及國家科學基金會的研究生研究獎學金。

參考文獻:

 

  1. Riley T. Bottom, Charles W. Abbott, Kelly J. Huffman. Rescue of ethanol-induced FASD-like phenotypes via prenatal co-administration of cholineNeuropharmacology, 2020; 168: 107990 DOI: 10.1016/j.neuropharm.2020.107990
  2. Kathleen E. Conner, Riley T. Bottom, Kelly J. Huffman. The Impact of Paternal Alcohol Consumption on Offspring Brain and Behavioral DevelopmentAlcoholism: Clinical and Experimental Research, 2019; 44 (1): 125 DOI: 10.1111/acer.14245

 

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