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自私精子导致年长父亲传递更多致病突变

Selfish sperm see older fathers pass on more disease-causing mutations | New Scientist

英国英语健康与遗传学
新闻源:New Scientist
2025-10-09 02:21:58阅读时长4分钟1648字
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内容摘要

最新研究揭示年长父亲传递致病突变的风险显著高于预期,通过对81名不同年龄段男性超过10万个精子的基因组测序发现,30岁男性中约1/50精子携带致病突变,70岁时比例升至近1/20。研究首次证实"自私精子"现象——特定基因突变使精子干细胞异常增殖,导致突变比例随年龄呈指数级增长而非线性增长。这些突变虽仅占总量极小比例,却影响关键基因引发严重神经发育障碍(包括自闭症)及癌症风险。同时发现身体具有保护睾丸免受吸烟饮酒等环境因素影响的机制,精子中突变积累速度比血液中慢八倍,且与不良生活习惯无直接关联,为理解父系年龄对后代健康的影响提供了突破性证据。

随着年龄增长,男性将致病突变传递给子女的可能性增加,这是由于睾丸中突变细胞随年龄增长而加速生长所致。

越来越多的证据表明,父母双方的年龄(而不仅仅是母亲的年龄)都会影响子女的健康。

Halfpoint Images/Getty Images

研究发现,年长父亲将致病突变传递给子女的风险比我们想象的要高。基因组测序显示,在30岁出头的男性中,大约每50个精子就有1个携带致病突变——到了70岁时,这一比例上升至近1/20。

英国惠康桑格研究所(Wellcome Sanger Institute)的拉希莱·拉巴里(Raheleh Rahbari)表示:"该论文明确表明,年长父亲将更多致病突变传递给后代的风险更高。"

研究团队成员、同样来自桑格研究所的马修·内维尔(Matthew Neville)表示,准父母可能需要考虑这一点。"这是家庭在做决定时需要考虑的因素。"例如,如果年轻男性认为自己可能要到年纪很大时才会生育子女,可以考虑冷冻精子;而计划组建家庭的年长男性则可以考虑现有的各种筛查技术。

近期研究表明,我们每个人体内大多数细胞中都有约70个父母双方均未携带的新突变,其中80%的突变源自父亲的睾丸(这不包括大规模染色体异常,这类异常在母亲的卵子中更为常见)。人们曾认为,由于随机突变,精子中的突变数量会随着男性年龄增长而稳步上升。但包括软骨发育不全症(侏儒症)在内的某些遗传疾病的发生率远高于随机突变的预期。

2003年,牛津大学(University of Oxford)的安妮·戈里利(Anne Goriely)意识到,这可能是由于产生精子的某些干细胞变得"自私"所致。这意味着某些突变可以使这些干细胞比正常情况下增殖更多,因此随着男性年龄增长,携带这些突变的精子比例呈指数级上升,而非稳定增长。戈里利随后证明,多个不同基因的突变可以使精子干细胞变得"自私",但她怀疑还有更多这样的基因。

如今,拉巴里、内维尔及其同事对81名不同年龄段男性的超过10万个精子进行了测序,同时还测序了他们的血细胞。标准测序方法的错误率太高,无法可靠地识别单个DNA分子中的突变,但研究团队使用了一种新技术,该技术涉及对双螺旋的两条链进行测序——如果在两条链上都发现突变,则很可能是错误。

这种方法使他们能够识别出40多个基因中的一系列突变,这些突变使精子干细胞变得"自私"。内维尔表示:"这种效应在整个基因组中的规模比我们任何人想象的都要大。"

虽然这些"自私"突变仅占所有突变的一小部分,但它们的影响却不成比例地大。这是因为我们基因组的大部分是"垃圾",意味着大多数随机突变没有影响。

相比之下,"自私"突变影响关键基因,因此可能产生重大影响。内维尔表示:"在很大程度上,它们是相当严重的神经发育障碍。"在40个基因中至少有两个基因相关的疾病包括自闭症,而某些突变大大增加了患癌症的风险。

德国维滕/黑德克大学(University of Witten)的鲁本·阿尔斯兰(Ruben Arslan)表示,这是一项非常有趣的研究,他特别指出了这些"自私"突变非线性增加的发现。他表示,一种理解方式是,当你年轻时增加一岁父亲年龄的危害,比年老时增加一岁要小。

戈里利表示,这是一项需要大量努力的好研究。她说:"我们早就知道,成为年长父母并不是个好主意。过去,重点确实与母亲相关。现在我们了解到,父母双方都对子女的健康有贡献。"

在男性血样中,吸烟、酗酒或肥胖男性的突变总体负担要高得多。但在精子中,突变的累积速度慢了八倍,且与吸烟、饮酒或肥胖没有关联。这表明身体有一种保护睾丸免受此类环境因素影响的方式。

在另一项由包括拉巴里和内维尔在内的团队进行的研究中,这种新的测序技术被应用于口腔皮肤细胞,揭示了类似的生长促进突变模式,这些突变增加了某些干细胞系的比例。

拉巴里表示:"看起来这些选择模式并非精子细胞所独有。"她表示,虽然生长促进突变是细胞癌变的一步,但即使细胞没有癌变,它们也可能引起问题,甚至可能促进衰老过程。

期刊参考:

《自然》(Nature)DOI: 10.1038/s41586-025-09448-3

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