孩子学习不好，可能和爸爸吸烟有关

2017-07-31 中国生物技术网

作者：乔中东
来源：科学网

吸烟有害健康，这是大家都公认的事实。抽烟可以增加肺癌、口腔癌、胃癌的疾病的罹患率也是不争的事实。但是抽烟，特别是父亲抽烟对子女的影响，研究的人就比较少。这里的原因可能是，父亲抽烟，母亲就会被动吸烟，在流行病学调查中，会有一些困难。

我们实验室长期从事有关吸烟对男性生殖影响的研究。我们利用一个小鼠吸烟模型，模拟一个人每天吸20支烟的水平，连续处理一个生精周期后，再进行一系列的研究。

我们首先发现，小鼠爸爸抽烟，会让小鼠爸爸自己抑郁，但是小鼠的儿子却不抑郁，反而社交能力增加。刚开始发现这样的现象以后，让我们深感疑惑。当时的学生们，把这个发现留给了后面来的研究生。我们把这些行为学的结果，与动物行为学家李卫东教授讨论了以后，他很认真地告诉我们，后代小鼠是多动症的表现。有了这样一个结论，我们就在想，是什么让后代发生了与亲本不一样的行为学改变？

人们很早就关注了环境因素与精神疾病的关系，人们发现二战结束的1944-1945年冬季，由于战争所造成的饥荒，导致了后代罹患精神分裂症发病率的增加。瑞士科学家2014年在Nature Neuroscience上也发文说，被红色高棉镇压的后代中，罹患抑郁的人比较多，且这一现象是通过精子中的小RNA传递的，他们的发现在动物实验中也得到了验证。Nature Neuroscience编辑部也发文在问，电子香烟中，仅含有尼古丁，是否会对神经系统有影响呢？

带着我们的问题，我们很快又对尼古丁处理小鼠及后代的行为学进行了分析。结果与吸烟的结果类似。父亲抑郁，儿子（F1代）多动，但是到孙子（F2代）的时候，这种跨代的效应就消失了，也就是说，爸爸吸烟仅影响儿子的行为，不会对孙子产生什么影响。

那么，这种机制是什么呢？我们首先对精子的转录组学进行了分析，希冀从中找到蛛丝马迹。幸运的是，我们发现精子中Wnt4及其下游的信号被尼古丁激活了。同时，我们还发现，尼古丁处理组后代脑组织中的Wnt4信号通路也是被激活的。是什么机制激活了Wnt4信号通路呢？按照已有的观念，一个是Wnt4启动子区域DNA甲基化的程度，另外一个就是microRNA的表达。我们首先观察了与Wnt4相关的基因启动子区域的甲基化状态，遗憾的是，没有一个启动子甲基化状态受到了影响。我们用用TartetScan软件对Wnt4的microRNA进行了预测，找到了10几个潜在的miRNA。通过real-time PCR分析，双荧光素酶报告实验，最终确定的mmu-miRNA15b的变化与Wnt4蛋白的表达呈负相关，且在吸烟和尼古丁注射小鼠精子中，以及后代小鼠脑组织中得到了验证。

既然我们推测mmu-miRNA15b的低表达与Wnt4的高表达是造成F1代小鼠多动的原因，那么我们就需要有新的证据证明这个推测。我们分别构建了mmu-miRNA15b和Wnt4的慢病毒表达载体，分别注射到尼古丁处理后的F1代小鼠海马区，结果发现mmu-miRNA15b可以反转多动的表型。而Wnt4注射到正常小鼠的海马区以后，则可诱导小鼠多动。

至此，我们证明了尼古丁首先增加了精子中miRNA15b启动子区域的甲基化，减少了miRNA15bd的表达，且这一甲基化印迹到了子代大脑中，也减少了大脑中miRNA15b的表达，从而增加了Wnt4的表达水平，激活了其下游的信号通路，最终导致了多动症的产生。因此，孩子学习不好，注意力不集中，很可能就是在受孕前爸爸吸烟的结果。

为了你的孩子比你更聪明，准爸爸们，在准备要孩子之前，还是要戒掉一段时间烟吧！戒烟的时间越长越好！

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