(图片来源：Natur)
引言《晏子春秋》有曰：“橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳，叶徒相似。所以然者何?水土异也。”子曰：“与善人居，如入芝兰之室，久而不闻其香，则与之化矣；与恶人居，如入鲍鱼之肆，久而不闻其臭，亦与之化矣。”《荀子·劝学》有曰：“麻生蓬中，不扶自直，白沙在涅，与之俱黑。”由此可知，中国古代的先哲们充分注意到了环境对于一个人的成长起着非常重要的作用。那么，现代科学又有哪些证据支持这一论点？父母的生活方式或者外界环境到底是如何影响后代的呢？这篇文章将从表观遗传学（不依赖于DNA序列变化所产生的可遗传的变化）的角度对此问题进行解答[1,2]。
不同来源的表观遗传影响与人类健康（图片引自“Epignticsacrossthhumanlifspan”一文）
作者丁广进（华东师范大学）
编辑李娟
受饥荒影响的女性所生后代易发代谢和精神疾病
整个20世纪，人类经历了近十次大饥荒，其中广为人知的有“列宁格勒饥荒”、“河南大饥荒”、“荷兰大饥荒”和中国大跃进期间的“三年自然灾害”。这些饥荒不仅对当时的人们造成了巨大影响，也通过不同方式影响着后代。目前研究多主要集中在饥荒对体重、代谢和精神障碍等方面的影响上[3]。有研究表明，在大饥荒下出生成长起来的女性更容易患上肥胖症，并对当时所生育的新生儿的体重也有影响。例如，在中国“三年自然灾害”期间，在大饥荒影响下出生的女性与没有受饥荒影响的女性相比，前者出生时的体重更重，此外还伴随有一些其它的健康影响[4-6]。
近年来的研究发现，在精神障碍方面，营养问题与精神疾病之间有着紧密的联系，成年后的精神问题或许就是婴幼儿时期营养不足埋下的隐患。有早期国外研究表明，胎儿时期的营养不良与长大成人后患精神分裂症之间的相关性可能具有普遍性[7]。无独有偶，据上海交通大学BIO-X研究中心贺林院士领导的研究小组发现，出生于中国三年自然灾害时期的新生儿，其成年后患精神分裂症的机率较正常年份的人群翻了一番[8,9]。但是这些出生在大饥荒期间的人群后代患精神分裂症的机率是否也偏高，现在还不清楚，需要进一步追踪研究。
有关饥饿导致的获得性性状跨代遗传的具体分子机制，直到近几年才慢慢浮出水面。来自荷兰莱顿大学医学院的BastiaanT.Hijmans课题组通过分析“荷兰大饥荒”期间出生的人群中DNA甲基化（主要指在DNA甲基化转移酶的作用下将甲基选择性地添加到DNA上，其常规作用就是在某些条件下关闭基因表达）的差异，部分解释了荷兰饥荒可能通过某种表观遗传学机制影响当代人及后代人的身心健康。年Hijmans课题组发表在《美国科学院院刊》（PNAS）的论文指出，在“荷兰大饥荒”期间受孕遇到饥荒出生的儿童，其类胰岛素生长因子II（Insulin-likGrowthFactorII，IGF2）基因差异甲基化区（DiffrntiallyMthylatdRgion，DMR）甲基化水平低于他们的同性兄弟姐妹。然而在饥荒期间受孕后的后期（至少经历十周）遭遇饥荒出生的儿童在IGF-2基因的差异甲基化区甲基化水平则没有显著差异[10]。这也许是因为DNA甲基化在胚胎发育早期经历了一次大幅度变化，而胚胎发育后期的DNA甲基化水平一般较为稳定。
随后，Hijmans课题组又分别在年和年发表了相关论文，从全基因组DNA甲基化水平差异进一步分析了其它受饥荒影响的与生长和发育有关基因的甲基化水平[11,12]。特别是年的论文中，Hijmans课题组鉴定到了个差异甲基化位点是与经历饥荒相关的，这些位点所在的基因主要与代谢调控相关。
吃不饱的孕鼠后代个头小易患糖尿病
基于“荷兰大饥荒”的表观遗传研究提示，父辈的营养不良给后代带来一系列影响也许是通过DNA甲基化差异来起作用的。近年来科学家利用小鼠模型做了一些类似的研究，结果同样表明：不良的产前环境可以通过改变精子内DNA甲基化水平导致后一代或后两代的代谢疾病。
年，来自剑桥大学和哈佛医学院的研究团队发表在《科学》上的论文通过使用小鼠模型，模拟了妊娠期营养不良对后代的影响（给怀孕12.5天到18.5天的小鼠喂食比平时少50%热量的食物），发现该种情况下孕育的后代（F1代）个体较小、且更易患糖尿病，令人更为惊讶的是这些雄性小鼠（F1代，在没有饮食限制的前提下）的后代（F2代）也出现过了相同的症状[13]。
为了研究这一跨代遗传效应传递的机制，研究人员分析了F1代雄性小鼠精子体内DNA甲基化水平，发现对照组（正常喂食的F1代）和实验组（饮食限制喂养的F1代）相比出现了个差异甲基化区域（个区域发生低甲基化，55个发生高甲基化但是假阳性），且发生的都是位于DNA非编码区的低甲基化。通过分析F2代小鼠精子中DNA甲基化差异，发现这一差异已经丢失掉了。这些结果表明，祖辈营养不良的记忆可以传给子一代和子二代，但是只有子一代精子中的DNA甲基化水平发生了变化，也就是说子二代的记忆可能通过其他方式但至少不是通过甲基化差异来传递。
由此可见，人类或者小鼠在“饥饿”的环境下获得的性状可以通过改变DNA甲基化的方式传递给后代，那么过量饮食获得的性状是否也能遗传呢？
吃太好所生后代出现代谢紊乱
在年12月4日发表在《细胞》（Cll）杂志上的封面文章中，研究人员在雄性果蝇交配的前两天内增加其饮食的糖含量，然后使之与正常饮食的雌果蝇交配。雌果蝇产下的卵经过正常发育至成年后，与正常营养条件下繁殖的后代相比，其体重偏大且甘油三酯水平显著升高[14]。
一般认为果蝇的DNA上没有或者极少存在DNA甲基化修饰，研究人员从染色质组蛋白的修饰（组蛋白修饰指在特定酶的作用下，组蛋白上发生添加或去除相应化学基团的修饰，从而改变染色质状态，调控基因表达的表观遗传学机制。）入手，发现异染色质的状态是由组蛋白赖氨酸的甲基化等修饰来决定的。当使用不发生这类修饰的果蝇突变体进行实验时，发现同样在高糖饲喂下的雄果蝇并不能将肥胖和高甘油三酯表型遗传给后代。这说明，果蝇传递的“性状”是通过组蛋白翻译后修饰这一表观遗传学方式来完成的。高糖饮食的果蝇由于染色体上异染色质状态改变，导致某些受异染色质状态影响的基因表达水平改变，并通过该机制将获得性性状遗传给了后代。
表观遗传学主要的研究内容：DNA甲基化、组蛋白翻译后修饰、组蛋白变异体、染色质重塑和非编码RNA（图片引自合肥白癜风医院治疗白癜风最好医院
