腸道微生態指的是佔據胃腸道的微生物群落。平衡的腸道微生物群在很多方面都對哺乳動物的健康至關重要，比如幫助調節免疫和內分泌系統，進而影響整個身體組織的生理機能。
數十年來，科學家已經對生活在動物宿主體內和體表的這些微生物群落開展了大量研究，探索了它們與宿主之間的許多相互作用，以及由此產生的對健康與疾病的影響。然而，關於腸道微生物群對宿主的生殖系統的影響，以及改變父親體內的微生物群是否會影響其後代的健康，科學家知之甚少。
在一項新發表於《自然》雜誌的研究中，一組科學家研究了雄性小鼠的腸道微生物群會如何影響後代的健康。他們發現，破壞雄性小鼠的腸道微生物群，會使它們的後代更有可能在出生時體重過輕、生長嚴重受限，以及過早死亡。
傳遞給下一代
為了研究腸道微生物群對雄性生殖及其後代的影響，研究人員通過使用腸道特異性抗生素或瀉藥，改變了雄性小鼠的腸道微生物組成。這一改變會導致這些雄性小鼠出現腸道微生態失衡的情況。
然後，在分析了睪丸代謝物的重要組成發生的變化後，他們發現雄性小鼠的生態失調會影響睪丸的生理機能、代謝物的組成，以及激素信號。這些觀察結果表明，在哺乳動物中，腸道、腸道微生物群和生殖系之間，存在一個重要的「腸道-種系軸」。
「腸道-種系軸」是腸道、腸道微生物群和生殖系之間的連接。（圖/Joana Carvalho/Isabel Romero Calvo/EMBL）
為了了解這種腸道-種系軸與後代遺傳特徵的相關性，研究人員將這些生態失調以及未受干擾的雄性小鼠，與未受干擾的雌性小鼠交配。他們發現，腸道微生物群受到干擾的雄性小鼠的精子，會引發與其交配的雌性小鼠的胎盤發生變化。當存在雄性生態失調的情況時，胎盤缺陷（如血管分佈不良和生長遲緩）在孕期的發生頻率更高。結果造成由生態失調的父系所生殖的下一代幼鼠，其出生時的體重明顯更低，出生後的死亡率也更高。
不過，研究人員還觀察到，這種影響是可逆的，一旦停用抗生素，父親的微生物群就會恢復。當恢復了正常的微生物群的雄性小鼠再次與未受干擾的雌性交配時，這種代際效應就會消失——它們的後代出生時體重以及後續的發育都可以恢復正常。這意味著，任何能夠引起代際效應的腸道微生物群的改變，都可以在未來的父親身上得到預防。此外，他們還發現這種效應是隻會影響一代。
對人類的影響
這項研究證實了哺乳動物的腸道微生物群和生殖系統之間存在關聯，表明腸道微生物可以影響遠離腸道的身體部位的生物過程。
不過，科學家尚不完全清楚腸道微生物對生殖組織的影響程度，也不確定這些在小鼠身上做出的發現是否也適用於人類。研究人員表示，要將小鼠模型的結果轉化為人類模型，還有一些固有差異需要納入考量。
對人類來說，有缺陷的胎盤會造成先兆子癇——一種常見的妊娠併發症，它會導致後代生長受損，是日後患各種常見疾病的一個危險因素。因此，研究人員希望這些前所未有的發現或將有助於預防人類的一些分娩併發症。
接下來，他們計劃進行更多的工作來揭示這一現象背後的所有機制，並進一步調查這種效應在哺乳動物中的普遍性。
#創作團隊：
編譯：糖獸
排版：雯雯
#參考來源：
https://www.nature.com/articles/d41586-024-01191-5
#圖片來源：
封面圖&首圖：Joana Carvalho/Isabel Romero Calvo/EMBL