《细胞·代谢》：刷新认知！中国科学家首次发现，精子miRNA可作为表观遗传信息载体，实现父代运动能力代际遗传

运动有很多健康益处，而且近年来出现了不少研究证据表明，运动带来的好处甚至能够遗传，父母运动能够有效降低后代慢性疾病风险、提高认知等等。表观遗传是主要的调控机制。

有趣的是，我们普遍认为精子主要通过DNA传递遗传信息，虽然精子中也具有丰富的RNA成分，但长期以来并不被认为具有遗传信息载体功能。

近年来，精子来源的小RNA也被认为是代际遗传的重要介质，参与调节胚胎基因表达和发育，并影响后代的生理和行为改变。

近期发表在《细胞·代谢》杂志上的一篇论文，为精子miRNA是表观遗传信息载体、可介导父代运动/代谢能力代际遗传，提供了首个证据。

我国南京大学陈熹/张辰宇/陈迪俊和南京医科大学张涛团队联合发文，研究者们首次发现，精子miRNA可调节胚胎的关键转录激活因子PGC-1α，增强线粒体发生和肌纤维类型转化，将父代的良好运动能力遗传给子代。

所以要当爹的人赶紧起来锻炼吧，这怎么不算一种帮孩子提前起跑呢~

PGC-1α大名叫做过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α，是细胞能量代谢和线粒体功能的核心调控因子，广泛参与运动适应、抗氧化和代谢疾病控制。

而运动耐力的增强，主要是通过增强线粒体生物发生、诱导肌纤维类型从糖酵解型转向氧化型，促进骨骼肌有益代谢和结构适应。运动能够促进PGC-1α，不运动单纯过表达肌肉组织的PGC-1α也能有效提升运动能力。

由此可见，PGC-1α是良好运动表现的一个关键因子。

研究者在实验中，使用了跑步机训练雄性小鼠8周。这明显增强了小鼠的运动能力，跑步时间和距离显著提升。由此带来的是身体成分的改变和代谢增强。这些运动健将小鼠的子代，即使不运动，也天生就具有更好的运动能力，比不运动小鼠子代身材更“健美”，代谢更好。

研究者还用骨骼肌PGC-1α过表达模拟运动训练表型。这批转基因小鼠未经训练，也具有更好的运动能力，但代谢与对照组无异。它们的子代，即使不具有PGC-1α转基因，相较未转基因不运动小鼠子代，也表现出了更好的运动能力和代谢，与运动小鼠子代表现类似。

不过这些健康表型并不会进一步遗传给孙辈了。

研究者提取运动小鼠精子中的RNA，分类并通过体外受精显微注射实验，逐步筛选出miRNA是负责运动表现代际遗传的关键成分。鉴定出的多个差异表达miRNA在人类精子中也发现了与运动训练相关的上调。

其中具代表性的miR-148a-3p，经定量PCR，在精子中的拷贝数约为2779，足以在胚胎中发挥调节作用。GO富集分析进一步鉴定到精子miRNA的靶基因，一个关键的基因浮出水面——NCoR1。

NCoR1是PCG-1α的拮抗因子，可抑制线粒体生物发生。在运动小鼠上调的10个miRNA中，有7个都靶向NCoR1。实验结果显示，miR-148a-3p可抑制胚胎细胞NCoR1蛋白表达，解除对PCG-1α的抑制，从而介导运动能力的代际遗传。

这一机制在小鼠和人类中保守，有重要的转化意义。

研究者认为，这一变化虽然发生在胚胎发育早期，但可能在整个发育过程中经多种机制放大，产生“蝴蝶效应”，从而介导成年后持久的表型和代谢改变。

不过，实验中研究者也发现父代运动代际效应具有显著的性别差异，雌性子代虽然也有相应的PCG-1α反应，但并未表现出更好的运动耐力，说明可能存在性别特异的调节机制。