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爸爸的年紀越大,孩子在某些疾病上的風險越高。國立中興大學團隊利用果蠅研究發現,關鍵可能不只在「精子本身」,也在製造精子的幹細胞所居住的「環境」,也會隨年齡老化,進而改變細胞之間的競爭規則。
近年來,愈來愈多研究發現,父親生育年齡較高時,子女在某些精神或發育相關疾病上的風險會略微升高。科學界把這個現象稱為「父系年齡效應」(paternal age
effect, PAE)。
英國衛爾康桑格研究院與倫敦國王學院發表於《Nature》的研究,以高精準度定序分析 81 位 24~75
歲男性的精子,發現帶有特定致病突變的精子前驅細胞會取得生長優勢、加速增殖:帶致病突變的精子比例,約從 30 歲出頭的 2%,上升到 70 歲以上的
4.5%,並鎖定約 40 個與兒童神經發育障礙、遺傳性癌症相關的基因。
中興大學研究團隊發現,精子幹細胞所處的「微環境」本身也會老化,並改變幹細胞之間的競爭規則,環境老化,可能正是決定「哪些精子幹細胞勝出、哪些突變被放大」的推手之一。
國立中興大學分子生物學研究所曾振圓助理教授研究團隊表示,老化不只是讓精子幹細胞變少,也會改變它們居住的環境,進而影響哪些幹細胞比較容易留下來。這種老化後改變的「新地形」,對不同精子幹細胞的影響並不一樣;某些比較能適應老化環境、具有競爭優勢的幹細胞可能更容易留下來,甚至逐漸排擠其他正常幹細胞。
研究團隊進一步證實,老化不只是讓幹細胞數量減少,更可能改變幹細胞之間的「競爭規則」。在生殖系統裡,如果某些幹細胞因為比較能適應老化環境而被保留下來、甚至逐漸取代其他幹細胞,就可能影響後續精子族群的組成。
過去談父系年齡效應,多半聚焦在「精子因時間累積了多少新突變」。而這項研究指出,精子幹細胞所處的「老化環境」本身,也可能是決定哪些幹細胞勝出的重要因素。
未來若能進一步分析人類或哺乳類生殖環境中的訊號因子與相關基因變化,或許有機會找出男性生殖老化的早期指標,作為評估高齡生育風險的新方向。