Стресс у мышей-отцов вызывает гипергликемию у потомства

Мыши-самцы, подвергавшиеся психологическому стрессу, с большей вероятностью производили потомство с повышенным уровнем сахара в крови по сравнению с их нестрессированными собратьями. В исследовании, опубликованном 18 февраля в Cell Metabolism, ученые связывают эту разницу с эпигенетическим изменением в сперме стрессированного отца — изменением, которое можно было предотвратить, блокируя его гормоны стресса. Исследование дополняет растущее количество доказательств того, что жизненный опыт самца может передаваться потомству не только через его генетический код.

Чтобы вызвать стресс, исследователи помещали самцов мышей в пластиковые трубки на 2 часа в день в течение 2 недель подряд. После этого у животных повышался уровень глюкозы, но они медленнее набирали вес, а уровень гормонов стресса — глюкокортикоидов — в их крови возрастал. Этих мышей затем скрещивали с самками, не подвергавшимися стрессу, и их потомство имело более высокий уровень глюкозы в крови, чем обычно.

Корень проблемы повышенного сахара кроется в гене Sfmbt2. При ежедневном стрессе всплеск глюкокортикоидов вызывает добавление дополнительных метильных групп к гену Sfmbt2 в сперме самца. Эти эпигенетические метки не влияют на саму ДНК, но контролируют экспрессию Sfmbt2 и связанного с ним микроРНК (интронного микроРНК-466b-3p).

Это эпигенетическое изменение у стрессированных отцов проявлялось в печени их потомства. МикроРНК-466b-3p в Sfmbt2 должен помогать регулировать фермент PEPCK, который контролирует производство сахара в печени. Однако при размножении млекопитающих Sfmbt2 от матери «выключается» в яйцеклетке — значит, потомство наследует единственную рабочую копию этого гена из спермы отца. И когда единственный функциональный ген Sfmbt2 несет эти эпигенетические метки, микроРНК-466b-3p «замолкает» и не может, как обычно, контролировать PEPCK. В результате у потомства отцов развивается печень со слишком большим количеством PEPCK, что приводит к повышению уровня глюкозы в крови.

Хорошая новость заключается в том, что, поняв механизмы, исследователи смогли заблокировать влияние глюкокортикоидов на сперму отцов. Инъекция самцам молекулы, подавляющей действие глюкокортикоидов, предотвращала избыточное метилирование гена Sfmbt2.