
臺灣大學114學年度畢業典禮
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揭示父代肥胖的跨世代遺傳機制
臺灣大學動物科學技術學系助理教授黃謙研究團隊近期在代謝與跨世代遺傳領域取得重大突破,其研究成果「男性肥胖透過 let-7-DICER 軸導致第一代子代脂肪粒線體功能障礙」(Male obesity causes adipose mitochondrial dysfunction in F1 progeny via a let-7-DICER axis)已於今年2月正式發表於國際期刊Nature Communications《自然通訊》。
隨著全球肥胖人口激增,後代健康受到親代環境影響的機制備受關注。傳統研究多集中於母體生理狀態對胚胎發育的貢獻,然而父代的健康特徵是否也會「遺傳」給下一代?黃謙助理教授團隊針對此議題進行深入探索,首度證實父代的肥胖狀態能藉由精子中的表觀遺傳物質,跨世代影響子代的代謝與脂肪組織健康。
研究團隊透過小鼠模型發現,肥胖雄性小鼠繁育出的第一代(F1)子代,其副睪白脂肪組織中的粒線體呼吸鏈相關基因表現顯著下降,進而導致代謝功能異常,且此特徵與肥胖父代極為相似。為釐清背後的分子橋樑,團隊對照體細胞與生殖細胞中的微小RNA(microRNA)表現,揭露肥胖會可逆地誘發精子中 let-7 家族的微小RNA水平。
進一步的機制研究顯示,let-7 會直接抑制關鍵處理酵素 DICER1 的表現。DICER1 對於維持脂肪細胞在肥胖壓力下的適應性與粒線體穩定至關重要。為驗證因果關係,黃謙助理教授團隊將模擬肥胖精子濃度的 let-7 直接顯微注射入健康受精卵中,結果發現發育而成的小鼠即便在正常飲食下,也出現葡萄糖耐受不良及脂肪組織粒線體基因受損現象,成功複製父代肥胖的遺傳表徵。
除動物模型的突破,研究團隊亦分析人類精液樣本。數據顯示,男性在透過生活型態改變成功減重後,精子中的 hsa-let-7 表現量隨之下降,這顯示 let-7 在人類配子表觀基因組與胚胎發育中同樣扮演關鍵角色。
這項研究不僅顛覆傳統對遺傳的認知,更證明飲食與體重等後天環境因素,能將「代謝記憶」寫入精子的表觀遺傳密碼中。黃謙助理教授團隊的這項成果,為代謝症候群的跨世代防治提供嶄新的分子機制,也為臨床預防醫學提供重要指引:父親在受孕前的體重管理與健康狀態,對於確保下一代的代謝健康同樣具有不可忽視的重要性。
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