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研究目的:大量研究发现,父母所处的环境及其生活行为方式如化学因子暴露、运动、高脂饮食等因素可对其子代健康产生长远的影响。迄今为止,大多数的研究集中于母系,如母亲孕期的肥胖与子代的身体质量指数(Body mass index,BMI)相关,而且会导致成年子代对肥胖、糖尿病的易感性增加。相反,女性如在孕前或妊娠期间进行适当的运动训练,不仅能够防止体重增加过多、促进自身代谢健康,还能够降低子代成年后代谢性疾病的发病率。随着跨代研究的不断深入,近年来父系对子代的影响也逐渐受到关注。研究显示,父亲吸烟、高脂饮食及职业暴露与毒物、化学有害物品等会对其子代癌症的发病率、肥胖及精神健康等均产生影响。近年来,非酒精性脂肪肝(Non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)已成为世界范围内最为普遍的慢性肝脏疾病。研究证实,母亲的生活方式与子代NAFLD的发生密切相关,但目前关于父亲的生活方式是否会对子代肝脏脂肪沉积产生影响尚无定论。本实验通过高脂饮食/有氧运动干预F0雄性C57BL/6小鼠建立动物模型,研究其子代(F1)肝脏脂肪沉积之间的差异并探讨其中的分子机制。试图揭示父亲的生活方式不仅影响自身的代谢健康,而且会通过跨带继承的方式对其子代的代谢健康产生影响。研究方法:(1)同窝C57BL/6雄性小鼠(F0),21天断乳后随机分为安静对照组(C)、高脂饮食组(HF)和运动组(E)。干预结束后与同窝正常饮食、安静饲养的雌性小鼠交配。选取其雄性F1代小鼠为研究对象;(2)运动方案:运动组运动干预时间为6周、运动形式为75%VO2max强度的有氧跑台训练,60分/次,1次/天,5次/周;(3)高脂饮食配方:高脂饮食组采用Research Diet Inc的高脂饮食饲料(供能比例:蛋白质20%,碳水化合物20%,脂肪60%)喂养12周;(4)口服葡萄糖耐量试验:各组动物在4周龄时及高脂喂养4周结束后(8周龄)进行,小鼠禁食8小时后,称重并记录,经尾静脉取血,取血后迅速给小鼠经口腔灌注20%葡萄糖溶液(10μl/g),对灌注前即刻及灌注后15,30,60和120分钟的血糖值进行检测并记录,计算每只小鼠血浆葡萄糖曲线下面积(Area under the curve,AUC);(5)肝脏组织油红O染色:对新鲜肝脏组织进行OCT包埋,冰冻切片并行油红O染色,镜下观察染色结果,并使用Image Pro Plus 6.0软件计算IOD值;(6)采用Real-Time PCR法检测定小鼠肝脏组织SREBP-1,Fasn,Ch REBP,Pgc-1α,Tfam,Nrf1,Cox4 m RNA的表达;(7)采用Western blot检测肝组织AMPK,p-AMPK-T172,ACC,p-ACC-S79,CPT-1,PGC-1α,SREBP-1,LC3A/B及P62蛋白表达。研究结果:(1)F1代小鼠身长体重比较:父系的高脂饮食/运动对雄性小鼠身长无影响但在4周高脂饮食干预期间,HFM组小鼠的体重明显高于CM组小鼠,差异均有统计学意义(P<0.05);而EM组体重低于CM组,差异有统计学意义(P<0.001);(2)F1代小鼠糖脂代谢指标:4周正常饮食条件下三组F1代雄性小鼠各个时间点血糖值及AUC均无显著性差异,但在4周高脂饮食诱导后发现:与CM组小鼠相比,HFM组小鼠OGTT曲线及AUC结果显示,HFM组较CM组明显增高,差异有统计学意义(P<0.05);而EM组小鼠与CM组小鼠相比其空腹及60min的血糖值明显减低(P<0.01或P<0.001),但两组间AUC无明显差异。三组小鼠血脂分析显示,与CM组小鼠相比,HFM组小鼠TG,T-CHO,LDL-C,FFA均明显增高,HDL-C明显减低差异均有统计学意义(P<0.05或P<0.001);而EM组小鼠TG,T-CHO,LDL-C和FFA均显著低于CM组小鼠,而HDL-C较CM组小鼠明显增高,差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01或P<0.001);(3)F1代小鼠肝脏油红O染色结果:HFM组小鼠较CM组小鼠肝脏脂质沉积显著增多;而EM组较CM组小鼠肝脏脂质沉积明显改善。HFM组小鼠肝脏油红O染色阳性区IOD值较CM组增加58.33%(P<0.01),而EM组小鼠肝脏油红O染色阳性区IOD值较CM组明显减少79.17%差异均有统计学意义(P<0.001);(4)F1代小鼠肝脏脂肪酸从头合成相关因子的表达:HFM组小鼠肝组织中SREBP-1及Fasn m RNA表达较CM组明显增加差异有统计学意义(P<0.05)。EM组小鼠肝组织SREBP-1及Fasn m RNA表达较CM组明显明显减低(P<0.05)。而CHREBP m RNA表达三组间无明显差异;SREBP-1蛋白表达与其m RNA表达变化趋势基本一致(P<0.05);而ACC蛋白表达三组间无明显差异;(5)F1代小鼠肝脏脂肪酸有氧氧化及线粒体生物合成相关因子的表达:与CM组比较,HFM组肝组织p AMPKα-T172,p ACC-S79蛋白表达明显减低(P<0.05);而EM组小鼠肝组织中AMPKα,p AMPKα-T172,p ACC-S79蛋白表达较CM组明显增加(P<0.05),但CPT-1蛋白表达在三组间无明显差异。与CM组比较,HFM组肝组织Pgc-1αm RNA及蛋白表达均明显减低(P<0.05),其下游靶基因Nrf1,Tram m RNA表达呈现相似趋势,其差异有统计学意义(P<0.05);而EM组小鼠肝组织中Pgc-1αm RNA及蛋白表达以及其下游靶基因Nrf1,Tram m RNA表达均明显增多(P<0.05),但三组间Cox4 m RNA表达无明显差异;(6)F1代小鼠肝脏自噬相关因子的表达:与CM组比较,HFM组肝组织LC3-II/I明显减低,P62明显增高;而EM组小鼠LC3-II/I较CM组明显增高,P62明显减低,差异均有统计学意义(P<0.05);研究结论:(1)高脂饮食干预父系小鼠其雄性子代(F1)小鼠较对照组F1雄性小鼠相比表现出明显的肥胖、糖耐量异常、血脂紊乱及较多的肝脏脂肪沉积;而父系有氧运动则改善了其雄性F1代小鼠4周高脂饮食诱导的代谢紊乱;(2)父系高脂饮食可能是通过增加其雄性子代小鼠肝脏脂肪酸从头合成,减低肝脏线粒体生物合成和肝脏自噬功能,从而增加肝脏脂肪沉积;(3)父系有氧运动可能通过减少其雄性子代小鼠肝脏脂肪酸从头合成,增强肝脏线粒体生物合成和肝脏自噬功能,从而改善了高脂饮食诱导的肝脏的脂肪沉积。