警惕“父系遗传”！J Endocr Soc：微塑料污染改变精子 RNA，后代代谢风险性别特异飙升

加州大学河滨分校团队在《Journal of the Endocrine Society》发表的重磅研究，首次揭露了一个隐藏的健康威胁：父亲暴露于微塑料，会通过改变精子中的非编码小 RNA，给后代带来长期代谢隐患，且这种影响存在明显的性别差异——雌性后代更容易出现胰岛素抵抗，雄性后代则会出现脂肪量异常减少。这一发现不仅首次建立了父系微塑料暴露与后代健康的直接关联，更揭示了环境污染物跨代传递的全新分子路径。

微塑料作为环境中无处不在的污染物，直径小于 5 毫米，源于消费品和工业废物的分解，已被证实能通过饮食、呼吸等多种途径进入人体，甚至在人类生殖系统和精液中被检测到。

此前研究多聚焦于微塑料对暴露者自身的健康影响，而这项研究则把目光投向了跨代效应。为了清晰呈现这种影响，研究人员设计了严谨的动物实验：给 8 周大的雄性小鼠每日口服 10 毫克/千克体重的聚苯乙烯微塑料（环境相关剂量），持续 4 周后与未暴露的雌性小鼠交配，后代断奶后统一喂食高脂饮食 9 周，模拟人类常见的不健康饮食模式，放大潜在的代谢风险。值得注意的是，父代小鼠自身始终喂食常规饮食，因此后代的代谢异常完全源于父系的微塑料暴露，而非父代自身的代谢紊乱。

研究结果显示，微塑料暴露对后代的影响呈现出鲜明的性别特异性。雌性后代虽然体重与对照组无明显差异，但胰岛素耐受性显著受损，成为糖尿病高风险群体。

进一步分析发现，这些雌性后代的肝脏中，MCP-1、IL-1α 等促炎基因以及 IKKβ（NF-κB 信号通路的核心调控因子）的表达水平显著升高，而这些基因正是肥胖相关胰岛素抵抗的关键驱动因素。与之不同，雄性后代并未出现糖尿病相关表型，但身体成分发生了明显改变，脂肪量显著减少，尤其是附睾和腹膜后等内脏脂肪重量下降，而肌肉量则未受影响。这种性别分化的代谢表型，暗示微塑料的跨代影响可能与性别染色体、性激素或胚胎发育过程中的表观遗传调控差异有关。

为了破解这种跨代传递的分子机制，研究团队采用了自主研发的 PANDORA-seq 测序技术——这项技术能突破 RNA 修饰带来的检测障碍，精准捕捉精子中完整的非编码小 RNA 图谱。

结果发现，微塑料暴露显著改变了精子中的小 RNA 谱，其中 tRNA 衍生小 RNA（tsRNAs）和 rRNA 衍生小 RNA（rsRNAs）的变化最为突出，两者在精子中的丰度远超常见的 miRNA。具体来看，微塑料暴露使精子中 5S-rRNA 衍生的 rsRNA 和 tsRNA-Glu-CTC 等特定小 RNA 的表达水平大幅上调，而这些小 RNA 正是表观遗传调控的关键 “信使”。

进一步的体外实验验证了这些小 RNA 的功能：将微塑料诱导升高的 tsRNA-Glu-CTC、5S rsRNA1 和 5S rsRNA2 转入小鼠胚胎干细胞后，胚胎体中多个关键基因的表达发生紊乱——tsRNA-Glu-CTC 会上调促炎基因 IL-1α、下调胰岛素信号通路核心基因 IRS1；5S rsRNA 则会抑制中胚层发育相关基因 FGF8 和内胚层发育基因 SOX17，还会降低葡萄糖转运蛋白 GLUT4 的表达。这些基因的异常表达，不仅会影响胚胎发育过程中的细胞分化，更会为后代成年后的代谢紊乱埋下伏笔，完美解释了为何父系微塑料暴露会导致后代出现代谢问题。

“我们的研究首次证实，父系微塑料暴露会通过改变精子中的 tsRNA 和 rsRNA，诱导后代出现性别特异性的代谢紊乱。” 研究通讯作者、加州大学河滨分校生物医学科学教授 Changcheng Zhou 强调。这一发现意味着，微塑料的危害远超个体层面，它会在生殖细胞中留下 “表观遗传印记”，跨代影响子女的代谢健康。

对于人类而言，这一结果具有重要的警示意义：计划生育的男性应尽量减少微塑料接触（如减少使用一次性塑料制品、避免饮用塑料瓶装水等），以降低对后代健康的潜在风险。

未来，研究团队计划进一步探究母系微塑料暴露是否会产生类似风险，以及如何通过干预手段（如靶向调控相关小 RNA 表达）减轻这种跨代代谢损伤。这项研究不仅为环境污染物的跨代效应提供了全新的分子解释，也为预防代谢类疾病提供了新的视角——保护生殖健康，或许需要从远离微塑料这类环境污染物开始。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Seung Hyun Park et al, Paternal microplastic exposure alters sperm small non-coding RNAs and affects offspring metabolic health in mice, Journal of the Endocrine Society (2025). DOI: 10.1210/jendso/bvaf214.