作者:文乐乐 来源: 中国科学报 发布时间:2025-10-14
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“自私”的干细胞产生更多的突变精子

 

越来越多的证据表明,父母双方而不仅仅是母亲的年龄,会影响孩子的健康。图片来源:Halfpoint Images

一项研究表明,高龄父亲将致病突变遗传给孩子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个精子中就有1个携带致病突变;而到70岁时,这一比例上升到近1/20。10月8日,相关研究成果发表于《自然》。

论文作者之一、英国惠康桑格研究所的Raheleh Rahbari说:“这篇论文清楚地表明,年龄较大的父亲遗传致病突变的风险更高。”

惠康桑格研究所的Matthew Neville说,准父母可能需要考虑这一点。例如,如果年轻男性想年纪大一些时再有孩子,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采用现有的各种筛查技术。

最近的研究表明,每人体内的大多数细胞都有约70个父母都没有的新突变,其中80%的突变源于父亲的睾丸。人们认为,由于随机突变,精子中的突变数量随着男性年龄的增长而稳步增加。但一些遗传性疾病,如软骨发育不全或侏儒症,其发病率比随机突变高得多。

2003年,英国牛津大学的Anne Goriely意识到,这可能是由一些产生精子的干细胞“自私”所致。这意味着某些突变会使这些干细胞的增殖速度超过正常水平,因此携带这些突变的精子比例会随着男性年龄的增长呈指数级上升,而非稳定增长。Goriely进一步证明了几个不同基因的突变可以使精子干细胞变得“自私”,但她怀疑还有更多突变。

现在,Rahbari、Neville和同事对81位不同年龄的男性的10万多个精子及血细胞进行了测序。使用标准测序方法的错误率过高,无法可靠识别单个DNA分子的突变。而该团队采用了一项新技术,对双螺旋的两条链都进行测序——如果两条链上都发现突变,就不太可能是错误了。

这种方法使研究团队在40多个基因中发现了大量突变,后者会使精子干细胞变得“自私”。“这种效应在全基因组范围内的规模比我们想象的要大得多。”Neville说。

大部分人类基因组都是“垃圾”序列,这意味着大多数随机突变没有任何影响。相比之下,虽然这些“自私”突变仅占所有突变的很小一部分,却会影响关键基因,从而导致重大后果。“在大多数情况下,它们可导致相当严重的神经发育障碍。”Neville说,这40多个基因中至少有两个会导致自闭症,而其中一些突变会大大增加罹患癌症的风险。

Goriely说,这是一项很好的研究。“我们早就知道,父母年龄大并非好事。”她说,“过去,这种风险主要与母亲联系在一起。现在我们了解到,父母双方的年龄都对孩子的健康有影响。”

在血液样本中,吸烟、酗酒或肥胖的男性的总体突变负担要大得多。但在精子中,突变的累积速度仅为1/8,且与吸烟、酗酒或肥胖无关。这表明,人体有某种机制保护睾丸免受此类环境因素影响。

在另一项由Rahbari和Neville等人参与的研究中,这种新的测序技术被应用于口腔内的皮肤细胞,并揭示了一种类似的模式,即促进生长的突变会提高某些干细胞谱系的比例。

“看来,这种选择模式并非精子细胞所独有。”Rahbari说,促进生长的突变是细胞癌变的一步,即使细胞没有癌变,它们也会引发新问题,甚至可能导致衰老。(文乐乐)

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s41586-025-09448-3

《中国科学报》 (2025-10-14 第2版 国际)
 
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