وجدت الدراسة أن صحة أمعاء الأب في الفئران مرتبطة بصحة النسل

وفي دراسة حديثة نشرت في المجلة طبيعة, قام الباحثون بالتحقيق في تأثير اضطرابات الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء الأبوية على صحة النسل في الفئران. ووجدوا أن دسباقتريوز في ميكروبات الأمعاء الأبوية يؤثر على وظيفة المشيمة، مما يزيد من احتمالية تقييد النمو، وانخفاض الوزن عند الولادة، والوفيات المبكرة في النسل. علاوة على ذلك، وجدوا أن خطر انتقال المرض يحدث عبر الخط الجرثومي ويمكن إنقاذه من خلال استعادة الميكروبات الحيوية للأب قبل الحمل.

دراسة: اضطرابات الميكروبيوم الأبوي تؤثر على لياقة النسل. حقوق الصورة: nobeastsofierce / Shutterstock

خلفية

تحمل الحيوانات المنوية المعلومات الجينية واللاجينية إلى الجيل التالي، مع تأثر الأخير ببيئة ما قبل الحمل. في حين أن مدى وآليات التأثيرات اللاجينية الأبوية في الثدييات ليست مفهومة تمامًا، فإن الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء تلعب دورًا حاسمًا في دمج الإشارات البيئية في استجابات المضيف. العوامل البيئية مثل النظام الغذائي والأدوية تشكل تكوين الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء، ويظهر أن عدم التوازن فيها (ديسبيوسيس) يؤدي إلى استجابات فسيولوجية عبر الأنسجة. ومع ذلك، فإن تأثير دسباقتريوز على السلالة الجرثومية لا يزال غير مستكشف إلى حد كبير، مما يسلط الضوء على فجوة في فهمنا للتفاعل بين العوامل البيئية، والميكروبات، والصفات الوراثية. لذلك، في هذه الدراسة، قام الباحثون بفحص تأثير عدم التوازن المستحث في التنوع الميكروبي لأمعاء الأب على النتائج الصحية في النسل.

حول الدراسة

في الدراسة، عولجت ذكور الفئران بالمضادات الحيوية غير القابلة للامتصاص (nABX)، أو مجموعة بديلة من المضادات الحيوية (avaABX)، أو الملينات التناضحية (البولي إيثيلين جلايكول – PEG) لمدة ستة أسابيع للحث على خلل الميكروبات. ثم تم تزاوجهم مع إناث غير معالجة، وتم تسجيل وتحليل الأنماط الظاهرية لذرية F1. تم قياس كمية تقييد النمو الشديد (SGR) بناءً على نتائج Z لوزن الجسم وتم تحليل ذرية SGR عن طريق التنميط النسخي. تم تحليل خصيتي الآباء الديسبيوتيك من حيث الحجم وعدد الحيوانات المنوية والتغيرات النسيجية ومستويات الليبتين. تم إجراء مثيلة حمض الديوكسي ريبونوكلييك (DNA) وحمض الريبونوكلييك الصغير (sRNA) على الحيوانات المنوية.

علاوة على ذلك، تم إجراء التحليل النسخي على الأجنة والمشيمة عند E13.5 (منتصف الحمل) وE18.5 من التزاوج مع الذكور المعالجين بـ nABX. تم تقييم بنية المشيمة وعلامات قصور المشيمة. تمت دراسة إمكانية تعافي الأب من خلل التنسج المعوي لإنقاذ التأثيرات المظهرية لـ F1 عبر انسحاب nABX لمدة ثمانية أسابيع وإجراء مزيد من التحليل.

النتائج والمناقشة

وفقًا للدراسة، أظهر النسل (ذكر أو أنثى، العدد = 181) الذي أنجبه الآباء المعالجون بـ nABX انخفاضًا ملحوظًا في وزن المواليد الجدد مقارنة بالنسل من آباء التحكم (العدد = 172). ظل متوسط ​​​​وزن الجسم لنسل F1 من الذكور المعالجين بـ nABX أقل بشكل ملحوظ طوال فترة نمو ما بعد الولادة. بالإضافة إلى ذلك، أظهروا احتمالات أعلى لـ SGR وزيادة معدلات الوفيات بعد الولادة، خاصة بين أولئك الذين يعانون من SGR. أظهرت ذرية SGR من الذكور المستقلين المعالجين بـ nABX ملفات تعريف نصية متسقة، تختلف عن ذرية مواليد التحكم. كشف التحليل عن إثراء الجينات المرتبطة بعمليات التمثيل الغذائي، وخاصة استقلاب الدهون، مما يدعم تأثير خلل التنسج الأبوي بين الأجيال على نمو النسل والتمثيل الغذائي والبقاء على قيد الحياة. علاوة على ذلك، أظهرت الإدارة الأبوية لـ avaABX أو PEG أيضًا زيادة خطر انخفاض وزن الجسم، وSGR، والوفيات المبكرة في النسل. تشير هذه النتائج إلى وجود علاقة مباشرة بين ديسبيوسيس الأب المستحث والنتائج الصحية للذرية. ومن المثير للاهتمام أنه تم اكتشاف أن هذه التأثيرات تنعكس عند تعافي الميكروبيوم الأبوي. تم العثور على أن الأنماط الظاهرية F1 تنشأ بشكل رئيسي من الأمشاج الأبوية والجزيئات المرتبطة بها، مع عدم وجود انتقال كبير للميكروبات الحيوية المتغيرة إلى الأم أو النسل.

كان لدى الذكور الذين يعانون من الخلل الحيوي خصيتين أصغر، وانخفاض عدد الحيوانات المنوية، وتشوهات هيكلية، وانخفاض مستويات هرمون الليبتين، وتغيير مستقلبات الخصية وأنماط التعبير الجيني. أظهرت الفئران التي تعاني من نقص هرمون الليبتين تشوهات مماثلة في الخصية، ونقلت التعبير الجيني المتغير إلى النسل. أظهرت الحيوانات المنوية من الذكور الديسبيوتيك تغيرات في تكوين الحمض النووي الريبي (sRNA). تشير النتائج إلى أن خلل التكاثر الميكروبي المستحث يؤدي إلى خلل في تنظيم هرمون الليبتين. بالإضافة إلى ذلك، يؤثر اضطراب مستويات هرمون الليبتين الأبوي قبل الحمل على أنماط التعبير الجيني للنسل، مما يسلط الضوء على دور الليبتين في “محور القناة الهضمية الجرثومية” وتأثيره بين الأجيال.

في التحليل النسخي، لم تظهر الأجنة أي درجات حرارة عند E13.5، لكن النسخ المشيمية كانت تحتوي على 538 درجة، بما في ذلك العوامل الخاضعة للتنظيم الحاسمة لتطور المشيمة. عند E18.5، استمرت النسخ المشيمية في الاختلاف بناءً على حالة الميكروبيوم الأبوي، مع 348 درجة مئوية مرتبطة باستقلاب الستيرويد وتحلل السكر. أظهرت المشيمة من آباء ديسبيوتيك انخفاضًا في الكتلة والتشوهات الهيكلية التي تشبه اضطرابات قصور المشيمة مثل تسمم الحمل. تم خلل تنظيم علامات تسمم الحمل الرئيسية، مثل عامل نمو المشيمة (PLGF) ونسبة التيروزين كيناز 1 (sFLT)/PLGF القابلة للذوبان، في المشيمة من ذرية أنجبها آباء خلل حيوي.

خاتمة

في الختام، تشير الدراسة إلى أن الاضطرابات في الكائنات الحية الدقيقة في أمعاء الآباء المحتملين يمكن أن تؤدي إلى استجابات إنجابية كبيرة وتؤثر على خطر الإصابة بأمراض النسل من خلال وظيفة المشيمة. وهذا يعني وجود محور تنظيمي للسلالة الهضمية والجرثومية يمكن من خلاله للمدخلات البيئية، مثل المضادات الحيوية أو النظام الغذائي، التأثير على الخلايا الجرثومية الذكرية وبالتالي التأثير على النسل. إن عكس هذه التأثيرات من خلال استعادة الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء الأبوية قبل الحمل يوفر طرقًا محتملة للعلاج، خاصة مع نمط الحياة وممارسات المضادات الحيوية التي تشكل حاليًا المجتمعات الميكروبية البشرية. بشكل عام، في حين أن الآليات الأساسية تحتاج إلى مزيد من الاستكشاف، فإن النتائج تسلط الضوء على دور العوامل البيئية في تعديل النظم البيولوجية المعقدة وقابلية الإصابة بالأمراض بين الأجيال.