【Nature】免疫系统的保护作用竟然还能遗传给后代？科学家通过实验告诉你有关表观遗传学的新发现！

如果这一代感染了某种疾病，这是否也会影响着后代的免疫能力？荷兰拉德堡德大学与德国波恩大学、德国萨尔兰大学、瑞士洛桑大学和希腊雅典大学的研究人员对这一问题展开了深入的研究与合作探讨，并且进行了实验与思考。之前科学家在这方面的研究之中就对小鼠做了实验，在之前的他们那些实验中，小鼠父亲因为克服了真菌的感染或受到真菌化合物的刺激，自身的免疫能力增强了许多，随后，他们体内的这种保护作用提高了很多的免疫能力也传递给后代。与此同时，研究团队还通过小鼠的实验向大家展示出了一种改善之后的更强有力的免疫反应是以一种什么样的模式传递给后代的。他们将这项研究成果发表在《Nature Immunology》杂志一篇题目为“Transmission of trained immunity and heterologous resistance to infections across generations”的文章中：

科学研究表明：人们遗传给后代的不仅仅是写在DNA序列里的东西，环境对个人的影响也会传递给下一代。举个例子:1944年至1945年的冬天，食物的供应是短缺的，人们吃不饱，因此饥寒交迫，在这一段时间中，在子宫里长大的孩在他们的发育过程中，新陈代谢出现了典型的变化，这种变化来源于对食物短缺的适应，这会导致他们之后患糖尿病和肥胖症的风险较高。

表观遗传学是从分子的层面对这些关系进行研究的，它检测的是基因功能的变化。波恩大学莱姆斯研究所的Andreas Schlitzer教授解释说:“并非DNA的所有区域都可以读取遗传信息。例如，如果中间有甲基阻止，那么基因就不能被正确地读取。这些关联已经被相关的科学界研究了几十年。此前科学家已经发现在植物和无脊椎动物中会显示出对下一代传播感染的抗性。”在这次研究中，来自荷兰拉德堡德大学、波恩大学、萨尔兰大学、瑞士洛桑大学以及希腊雅典国立和卡波德兰大学的科学家首次集中研究了先天免疫系统的影响是否也会传递给哺乳动物的下一代。

利用真菌感染的方法改善小鼠的免疫系统

这组研究团队用鹅口疮真菌(一种叫做白色念珠菌的病原体)感染雄性老鼠，在它们的感染痊愈后，让这些小鼠与完全健康的雌性动物进行交配。研究团队将这些小鼠产生的后代与之前未感染过白色念珠菌的小鼠产生出的后代进行了比较，为了研究小鼠体内的免疫系统的状态，他们利用大肠菌群细菌感染了下一代雄性小鼠。他们发现：先前被感染过念珠菌的雄性小鼠的后代比未感染的雄性小鼠的后代在随后的大肠杆菌的感染中具有明显更好的免疫保护作用。拉德堡德大学传染病中心的Mihai G. Netea教授说：“这种得到改善的免疫作用影响着下一代人的免疫系统仍然很明显。”

这种将免疫能力传给后代的机制究竟是如何运行的呢？科学家观察、研究了典型的免疫细胞，如：单核细胞或中性粒细胞。感染白色念珠菌的雄性小鼠的后代与未感染的对照组之间没有检测到差异；然而，在先前感染的小鼠父亲的后代中，MHC II类复合物被上调，这就激活了部分免疫系统。此外，科学家发现在感染白色念珠菌的雄性小鼠的后代中，炎症相关基因的活性也被上调，而且，这些后代体内的单核细胞祖细胞中与炎症相关的基因比未感染的雄性小鼠的后代更容易读取。Schlitzer解释说:“这表明，如果父亲以前感染过白色念珠菌，单核细胞的祖细胞会在表观遗传上发生改变。”

在精子中可以检测到基因活动的变化

那么，这些信息是如何传递给下一代的呢？在与萨尔兰大学的合作中，科学家研究了感染念珠菌的小鼠父亲精子的基因活性。他们分析了甲基在多大程度上阻碍了基因的获取。萨尔州大学的Jörn Walter教授说:“基因标记的变化很明显。感染白色念珠菌的雄性小鼠的后代在对炎症过程和单核细胞成熟重要的基因区域显示较少的基因阻塞。骨髓是许多免疫细胞的诞生地，至于精子标记的信息是如何到达骨髓的，还需要我们进一步的研究来探索。”

Netea教授还强调:“这一成果是由来自不同学科和机构的研究人员通过进行非常友好和密切的合作而实现的。”与Schlitzer教授一起合作的研究人员都是来自卓越免疫感知集群的成员，他们是波恩大学生命与医学科学研究所的一个重要组成部分。这项研究首次表明：哺乳动物对传染病的适应能力也会遗传给后代。”经典的进化理论与他们的新发现正好是相反的，进化理论认为遗传密码的变化是缓慢适应的，而这个新发现是：无论遗传密码如何，遗传密码都是通过基因活动的表观遗传调节而发生非常迅速的变化。虽然目前研究人员还不确定在小鼠身上做的这个实验、观察得到的这个发现是否也能转移到人类，但是Schlitzer说：“我们假设情况就是这样，小鼠和人类的免疫系统机制和相关细胞非常相似。”（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://medicalxpress.com/news/2021-10-epigenetics-immunization-offspring.html

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。