大家好，今天跟大家分享一篇题为Paternal micro biome perturb ations impact offspring fitness（父代微生物组扰动影响后代适应性）肠道微生物群在宿主与环境相互作用的界面上发挥作用，影响人类稳态和代谢网络。因此，导致肠道微生物生态系统失衡的环境因素可以影响身体组织的生理和疾病相关反应。
01
研究背景
肠道微生物群在宿主-环境相互作用的界面上发挥作用，以影响人类的稳态和代谢网络1,2,3,4.因此，使肠道微生物生态系统失衡的环境因素可以影响整个体细胞组织的生理和疾病相关反应5,6,7,8,9.然而，肠道微生物组对种系的系统性影响，以及因此对 F1它产生的后代——尚未被探索10.在这里，我们表明肠道微生物群是小鼠父系孕前环境和代际健康之间的关键界面。
对准父亲肠道微生物群的扰动增加了他们的后代出现低出生体重、严重生长受限和过早死亡的可能性。疾病风险的传播是通过种系发生的，是由普遍的肠道微生物组扰动引起的，包括不可吸收的抗生素或渗透性泻药，但可以通过在受孕前恢复父系微生物群来挽救。这种效应与男性生殖系统中对诱导的生态失调的动态反应有关，包括瘦素信号受损、睾丸代谢物谱改变和精子中小 RNA 有效载荷重新映射。
因此，营养不良的父亲引发了子宫内胎盘功能不全的风险升高，揭示了哺乳动物代际效应的胎盘起源。我们的研究定义了雄性的调节“肠道-种系轴”，它对环境暴露敏感，并通过影响胎盘功能来编程后代的适应性。
见图一
父系肠道菌群失调概率触发主要 F1表。
图一
a，显示使用 nABX 诱导父系菌群失调和恢复策略的示意图。
b，通过 16S rRNA 测序（CON t0 = 18,6 周 = 18,6 周 + 4 rec = 14,6 周 + 8 rec = 11;nABX t0 = 19,6 周 = 12,6 周 + 4 rec = 13,6 周 + 8 rec = 12;nABX t0 = 19,6 周 + 4 rec = 13,6 周 + 8 rec = 12 个个体每个时间点）。条形表示中位数，须线 1.5× 四分位间距。
c， F 的体重1根据父系 nABX 处理，出生后 P3 和 P15 的后代。双尾嵌套（分层）t 检验 （CON n = 172，嵌套在 N = 26 个父亲中;nABX n = 181 嵌套在 N = 28 个父亲中）的 P 值。条形表示平均值。
d， F 中 SGR 表型的代表性图像1来自营养不良父亲的后代（nABX 处理）。
e，森林图显示了存活到 P15 的后代体重等级异常风险的对数 OR。Null 效果由 OR 值为 1 的垂直线表示。晶须表示 95% CI，通过双侧卡方检验 P 值 （死亡率 P = 0.0001;SGR P = 0.044）。
f，Kaplan-Meier 图显示 F 的出生后生存率1后代取决于父系 nABX 治疗方案 （CON n = 179;nABX n = 199）。Mantel-Cox （log-rank） 检验的 P 值。
g， 来自 F 的转录组的 PCA1来自对照或 nABX 公牛的大脑。nABX 后代按正常或 SGR 表型分层。在对照后代中未观察到 SGR。
h，显示 F 中上调和下调基因表达的热图1SGR 大脑，来自由 nABX 处理的父亲繁殖的独立窝。
i、左或 F1当由一般抗生素治疗 6 周 （avaABX） 诱导的生态失调的男性生育时，对异常体重和死亡率的易感性。晶须表示 95% CI，通过双侧卡方检验 P 值 （死亡率 P = 0.014;SGR P = 0.038）。右图，Kaplan-Meier 图显示 F 的出生后生存率1来自 avaABX 处理的雄性的后代。
j， 左， OR 为 F1当由男性生育时体重异常的风险，这些男性是由 PEG 泻药清洁肠道 6 周引起的生态失调的。晶须表示 95% CI，通过双侧卡方检验 P 值 （死亡率 P = 0.013;SGR P = 0.014）。右图，Kaplan-Meier 图显示 F 的存活率1来自 PEG 处理的雄性的后代。n， 后代;N， 窝;ND，未检测到。
见图二
父系肠道菌群的恢复挽救了对 F 的易感性1表。
图二
a，b，F 的生长曲线1在 nABX 戒断期间由雄性繁殖的后代仍然保留肠道微生物群失调 （6 周 + 4 REC） （A） 和微生物群恢复后相同雄性的后代 （6 周 + 8 REC） （B），以及年龄匹配的对照公牛。折线图表示平均值，通过嵌套（分层）双尾 t 检验得出 P 值。
c，d，显示 F 出生后生存率的 Kaplan-Meier 图1由营养不良 （c） 或恢复的 nABX 雄性 （d） 生下的后代。Mantel-Cox （log-rank） 检验的 P 值。
e，显示 F 的 OR 的森林图1当由菌群失调 （6 wk， 6 wk + 4 rec） 或恢复的雄性 （6wk + 8 rec） 繁殖时，易感体重异常和过早死亡。Null 效果由 OR 值为 1 的垂直线表示。晶须指示 95% CI，双侧卡方检验 P 值 （死亡率：6 周 P = 0.0001,6 周 + 4 rec P = 0.0014,6 周 + 8 rec P = 0.76;SGR：6 周 P = 0.044,6 周 + 4 记录 P = 0.020,6 周 + 8 记录 P = 0.99）。
f， 来自 F 的转录组的 PCA1SGR 脂肪组织由 6 周或 6 周 + 4 rec nABX 或对照雄性组成，每个来自几个独立的窝。
g， 后代肠道菌群丰富度（左）不受父系肠道微生物状况的影响，也与 F 无关1表现型。父系微生物群丰富度（右）与 F 确实相关1后代表型。阴影区域表示 95% CI。
h，i， 左， 新生儿 F1使用对照或 nABX 处理的精子供体对同基因卵母细胞进行 IVF 后的体重。右，F1试管婴儿后 P15 的体重分布。数据独立来自 CD1 品系代孕母亲（CON n = 66 个后代，嵌套在 N = 12 个父亲中;nABX n = 75，嵌套在 N = 12 个父亲中）（h） 或 BL6 品系代孕母亲（CON n = 33 个后代，嵌套在 N = 8 个父亲中;nABX n = 41，N = 7 个 父亲）（i）。P 值通过嵌套（分层）双尾 t 检验。
见图三
睾丸对肠道微生物群失调的反应表明调节性肠道-种系轴。
图三
a，箱线图显示男性 nABX 治疗 6 周后的睾丸质量与体重比。条形表示中位数，须须表示第 5-95 个百分位数。通过未配对的双尾 t 检验 （CON n = 31;nABX n = 32） 的 P 值。
b，对照和 nABX 男性睾丸的代表性苏木精和伊红染色组织学切片。来自生精失调雄性的生精小管显示由上皮细胞缺失和有丝分裂（精原细胞）隔室缺失形成的空泡的发生率。星号表示肾小管异常。
c，对照和营养不良男性异常睾丸小管的量化。嵌套 Mann-Whitney 检验的 P 值 （CON n = 54 个切片，嵌套 N = 4 个男性;nABX n = 72，N = 5;P = 0.032）。条形表示中位数，须须表示第 5-95 个百分位数。
d，生精小管上皮厚度的定量。巢式 t 检验的 P 值 （CON n = 854 个小管，N = 4 个男性;nABX n = 1,061，N = 4;P = 0.016）。条形表示中位数，须须表示第 5-95 个百分位数。
e，来自对照或营养不良雄性独立睾丸（6 周、6 周 + 4 REC）和肠道微生物组恢复后（6 周 + 8 REC）的非靶向代谢组学谱的 PCA。
f，火山图突出显示了 nABX 治疗 6 周后和恢复期间睾丸中差异丰富的代谢物，以恢复肠道微生物组。通过双尾 t 检验调整为多重测试的 P 值。
g， MA （（M （log2比率）和 A（平均均值））图显示了独立 （n = 5） nABX 男性睾丸中的基因表达变化。
h，通过 ELISA 定量 nABX 6 周后营养不良男性的睾丸（左）和循环血浆（右）中的瘦素激素水平。条形表示具有 95% CI 须线的平均值。未配对双尾 t 检验的 P 值 （CON n = 9;nABX n = 9）。
i，瘦素缺陷 （ob/ob） 6 周和野生型对照 （WT n = 3;ob/ob n = 3）。左图，苏木精和伊红染色的小管切片;星号表示异常的组织结构。右图为睾丸体重，未配对双尾 t 检验的 P 值，条形表示具有 95% CI 的平均值。
j， 来自瘦素缺陷或对照父亲的囊胚的转录组 PCA。数据点代表来自重复独立 IVF 实验的单胚胎，每个实验都有一式三份的独立父亲和同窝父亲作为对照。比例尺，100 μm（左图）或 50 μm（右图）（b）;50 微米 （i）。FC，换折。
见图四
父系菌群失调诱发 F1胎盘功能不全。
图四
a，左图，热图显示了全基因组亚硫酸氢盐-seq 显示对照或 nABX 处理的雄性（每种条件 n = 5 个甲基化组）精子中基因组特征的 DNA 甲基化水平。右图为全基因组 DNA 甲基化（50 个 CpG 瓦片）的散点图，突出显示了差异瓦片。
b，热图显示了来自独立对照 （n = 9） 或 nABX 雄性的混合纯化精子中所选 miRNA（左）和 tRNA 片段（右）的丰度差异。
c， 根据父系暴露，胚胎 （E13.5） 脑和胎盘转录组的 PCA。
d， 独立窝中胎盘转录组 E18.5 的 PCA。
e，火山图显示 E18.5 胎盘中的 DEGs，由 6 周 nABX 处理的雄性所生。针对多次测试调整的 P 值。
f， E18.5 胎盘发育关键基因的表达。条形表示平均值，须线为 s.d.每个数据点都是一个独立的胎盘（CON n = 5 个胎盘（3 窝）;nABX n = 5 个胎盘（3 窝））。
g，E18.5 的胎儿质量与胎盘质量的比值，取决于孕前父系状况。条形图表示平均值，通过未配对的双尾 t 检验 （CON n = 82，nABX n = 53） 的 P 值。
h， 子痫前期 （PE） 生物标志物在 nABX 父亲来源的 E18.5 胎盘中的表达。条形表示平均值，晶须是经过多次检验校正的 DESeq2 的 s.d. P 值。CON n = 5 个胎盘（3 窝）;nABX n = 5 个胎盘（3 窝）。
i，由对照或营养不良雄性 （nABX） 繁殖的代表性胎盘，DAPI（蓝色）和 VE-钙粘蛋白（红色）染色以划分迷路区 （LZ）。下面的量化显示 LZ 与总面积的比率。条形表示平均值± 95% CI。每个数据点都是一个独立的胎盘组织切片（CON n = 4 个胎盘（4 窝）;nABX n = 6 个胎盘（6 窝））。JZ，交界区。P 值通过未配对的双尾 t 检验。j，胎盘生长因子 （PLGF） 蛋白水平（左），PE 标志物和 sFLT1/PLGF 比值（右），以 F 为单位1胎盘取决于父系制度。P value 通过双尾 t 检验。条形表示中位数。每个数据点都是一个独立的胎盘（CON n = 12 个胎盘（7 个窝）;nABX n = 12 个胎盘（6 个窝）;avaABX n = 8 个胎盘（3 个胎盘））。
02
研究结论
综上所述，累积的证据表明，环境诱导的肠道微生物群扰动会在未来父亲中引起显着的生殖反应。这支持调节肠道-种系轴，当受到干扰时，它可以传播以影响后代疾病风险，至少部分是通过影响即将到来的胎盘功能。
好了，今天的文献解读就到这儿来，我们下期再见！如果你正在开展临床研究.需要方案设计.数据管理. 数据分析等支持.也随时可以联系我们。
01
研究背景
肠道微生物群在宿主-环境相互作用的界面上发挥作用，以影响人类的稳态和代谢网络1,2,3,4.因此，使肠道微生物生态系统失衡的环境因素可以影响整个体细胞组织的生理和疾病相关反应5,6,7,8,9.然而，肠道微生物组对种系的系统性影响，以及因此对 F1它产生的后代——尚未被探索10.在这里，我们表明肠道微生物群是小鼠父系孕前环境和代际健康之间的关键界面。
对准父亲肠道微生物群的扰动增加了他们的后代出现低出生体重、严重生长受限和过早死亡的可能性。疾病风险的传播是通过种系发生的，是由普遍的肠道微生物组扰动引起的，包括不可吸收的抗生素或渗透性泻药，但可以通过在受孕前恢复父系微生物群来挽救。这种效应与男性生殖系统中对诱导的生态失调的动态反应有关，包括瘦素信号受损、睾丸代谢物谱改变和精子中小 RNA 有效载荷重新映射。
因此，营养不良的父亲引发了子宫内胎盘功能不全的风险升高，揭示了哺乳动物代际效应的胎盘起源。我们的研究定义了雄性的调节“肠道-种系轴”，它对环境暴露敏感，并通过影响胎盘功能来编程后代的适应性。
见图一
父系肠道菌群失调概率触发主要 F1表。
图一
a，显示使用 nABX 诱导父系菌群失调和恢复策略的示意图。
b，通过 16S rRNA 测序（CON t0 = 18,6 周 = 18,6 周 + 4 rec = 14,6 周 + 8 rec = 11;nABX t0 = 19,6 周 = 12,6 周 + 4 rec = 13,6 周 + 8 rec = 12;nABX t0 = 19,6 周 + 4 rec = 13,6 周 + 8 rec = 12 个个体每个时间点）。条形表示中位数，须线 1.5× 四分位间距。
c， F 的体重1根据父系 nABX 处理，出生后 P3 和 P15 的后代。双尾嵌套（分层）t 检验 （CON n = 172，嵌套在 N = 26 个父亲中;nABX n = 181 嵌套在 N = 28 个父亲中）的 P 值。条形表示平均值。
d， F 中 SGR 表型的代表性图像1来自营养不良父亲的后代（nABX 处理）。
e，森林图显示了存活到 P15 的后代体重等级异常风险的对数 OR。Null 效果由 OR 值为 1 的垂直线表示。晶须表示 95% CI，通过双侧卡方检验 P 值 （死亡率 P = 0.0001;SGR P = 0.044）。
f，Kaplan-Meier 图显示 F 的出生后生存率1后代取决于父系 nABX 治疗方案 （CON n = 179;nABX n = 199）。Mantel-Cox （log-rank） 检验的 P 值。
g， 来自 F 的转录组的 PCA1来自对照或 nABX 公牛的大脑。nABX 后代按正常或 SGR 表型分层。在对照后代中未观察到 SGR。
h，显示 F 中上调和下调基因表达的热图1SGR 大脑，来自由 nABX 处理的父亲繁殖的独立窝。
i、左或 F1当由一般抗生素治疗 6 周 （avaABX） 诱导的生态失调的男性生育时，对异常体重和死亡率的易感性。晶须表示 95% CI，通过双侧卡方检验 P 值 （死亡率 P = 0.014;SGR P = 0.038）。右图，Kaplan-Meier 图显示 F 的出生后生存率1来自 avaABX 处理的雄性的后代。
j， 左， OR 为 F1当由男性生育时体重异常的风险，这些男性是由 PEG 泻药清洁肠道 6 周引起的生态失调的。晶须表示 95% CI，通过双侧卡方检验 P 值 （死亡率 P = 0.013;SGR P = 0.014）。右图，Kaplan-Meier 图显示 F 的存活率1来自 PEG 处理的雄性的后代。n， 后代;N， 窝;ND，未检测到。
见图二
父系肠道菌群的恢复挽救了对 F 的易感性1表。
图二
a，b，F 的生长曲线1在 nABX 戒断期间由雄性繁殖的后代仍然保留肠道微生物群失调 （6 周 + 4 REC） （A） 和微生物群恢复后相同雄性的后代 （6 周 + 8 REC） （B），以及年龄匹配的对照公牛。折线图表示平均值，通过嵌套（分层）双尾 t 检验得出 P 值。
c，d，显示 F 出生后生存率的 Kaplan-Meier 图1由营养不良 （c） 或恢复的 nABX 雄性 （d） 生下的后代。Mantel-Cox （log-rank） 检验的 P 值。
e，显示 F 的 OR 的森林图1当由菌群失调 （6 wk， 6 wk + 4 rec） 或恢复的雄性 （6wk + 8 rec） 繁殖时，易感体重异常和过早死亡。Null 效果由 OR 值为 1 的垂直线表示。晶须指示 95% CI，双侧卡方检验 P 值 （死亡率：6 周 P = 0.0001,6 周 + 4 rec P = 0.0014,6 周 + 8 rec P = 0.76;SGR：6 周 P = 0.044,6 周 + 4 记录 P = 0.020,6 周 + 8 记录 P = 0.99）。
f， 来自 F 的转录组的 PCA1SGR 脂肪组织由 6 周或 6 周 + 4 rec nABX 或对照雄性组成，每个来自几个独立的窝。
g， 后代肠道菌群丰富度（左）不受父系肠道微生物状况的影响，也与 F 无关1表现型。父系微生物群丰富度（右）与 F 确实相关1后代表型。阴影区域表示 95% CI。
h，i， 左， 新生儿 F1使用对照或 nABX 处理的精子供体对同基因卵母细胞进行 IVF 后的体重。右，F1试管婴儿后 P15 的体重分布。数据独立来自 CD1 品系代孕母亲（CON n = 66 个后代，嵌套在 N = 12 个父亲中;nABX n = 75，嵌套在 N = 12 个父亲中）（h） 或 BL6 品系代孕母亲（CON n = 33 个后代，嵌套在 N = 8 个父亲中;nABX n = 41，N = 7 个 父亲）（i）。P 值通过嵌套（分层）双尾 t 检验。
见图三
睾丸对肠道微生物群失调的反应表明调节性肠道-种系轴。
图三
a，箱线图显示男性 nABX 治疗 6 周后的睾丸质量与体重比。条形表示中位数，须须表示第 5-95 个百分位数。通过未配对的双尾 t 检验 （CON n = 31;nABX n = 32） 的 P 值。
b，对照和 nABX 男性睾丸的代表性苏木精和伊红染色组织学切片。来自生精失调雄性的生精小管显示由上皮细胞缺失和有丝分裂（精原细胞）隔室缺失形成的空泡的发生率。星号表示肾小管异常。
c，对照和营养不良男性异常睾丸小管的量化。嵌套 Mann-Whitney 检验的 P 值 （CON n = 54 个切片，嵌套 N = 4 个男性;nABX n = 72，N = 5;P = 0.032）。条形表示中位数，须须表示第 5-95 个百分位数。
d，生精小管上皮厚度的定量。巢式 t 检验的 P 值 （CON n = 854 个小管，N = 4 个男性;nABX n = 1,061，N = 4;P = 0.016）。条形表示中位数，须须表示第 5-95 个百分位数。
e，来自对照或营养不良雄性独立睾丸（6 周、6 周 + 4 REC）和肠道微生物组恢复后（6 周 + 8 REC）的非靶向代谢组学谱的 PCA。
f，火山图突出显示了 nABX 治疗 6 周后和恢复期间睾丸中差异丰富的代谢物，以恢复肠道微生物组。通过双尾 t 检验调整为多重测试的 P 值。
g， MA （（M （log2比率）和 A（平均均值））图显示了独立 （n = 5） nABX 男性睾丸中的基因表达变化。
h，通过 ELISA 定量 nABX 6 周后营养不良男性的睾丸（左）和循环血浆（右）中的瘦素激素水平。条形表示具有 95% CI 须线的平均值。未配对双尾 t 检验的 P 值 （CON n = 9;nABX n = 9）。
i，瘦素缺陷 （ob/ob） 6 周和野生型对照 （WT n = 3;ob/ob n = 3）。左图，苏木精和伊红染色的小管切片;星号表示异常的组织结构。右图为睾丸体重，未配对双尾 t 检验的 P 值，条形表示具有 95% CI 的平均值。
j， 来自瘦素缺陷或对照父亲的囊胚的转录组 PCA。数据点代表来自重复独立 IVF 实验的单胚胎，每个实验都有一式三份的独立父亲和同窝父亲作为对照。比例尺，100 μm（左图）或 50 μm（右图）（b）;50 微米 （i）。FC，换折。
见图四
父系菌群失调诱发 F1胎盘功能不全。
图四
a，左图，热图显示了全基因组亚硫酸氢盐-seq 显示对照或 nABX 处理的雄性（每种条件 n = 5 个甲基化组）精子中基因组特征的 DNA 甲基化水平。右图为全基因组 DNA 甲基化（50 个 CpG 瓦片）的散点图，突出显示了差异瓦片。
b，热图显示了来自独立对照 （n = 9） 或 nABX 雄性的混合纯化精子中所选 miRNA（左）和 tRNA 片段（右）的丰度差异。
c， 根据父系暴露，胚胎 （E13.5） 脑和胎盘转录组的 PCA。
d， 独立窝中胎盘转录组 E18.5 的 PCA。
e，火山图显示 E18.5 胎盘中的 DEGs，由 6 周 nABX 处理的雄性所生。针对多次测试调整的 P 值。
f， E18.5 胎盘发育关键基因的表达。条形表示平均值，须线为 s.d.每个数据点都是一个独立的胎盘（CON n = 5 个胎盘（3 窝）;nABX n = 5 个胎盘（3 窝））。
g，E18.5 的胎儿质量与胎盘质量的比值，取决于孕前父系状况。条形图表示平均值，通过未配对的双尾 t 检验 （CON n = 82，nABX n = 53） 的 P 值。
h， 子痫前期 （PE） 生物标志物在 nABX 父亲来源的 E18.5 胎盘中的表达。条形表示平均值，晶须是经过多次检验校正的 DESeq2 的 s.d. P 值。CON n = 5 个胎盘（3 窝）;nABX n = 5 个胎盘（3 窝）。
i，由对照或营养不良雄性 （nABX） 繁殖的代表性胎盘，DAPI（蓝色）和 VE-钙粘蛋白（红色）染色以划分迷路区 （LZ）。下面的量化显示 LZ 与总面积的比率。条形表示平均值± 95% CI。每个数据点都是一个独立的胎盘组织切片（CON n = 4 个胎盘（4 窝）;nABX n = 6 个胎盘（6 窝））。JZ，交界区。P 值通过未配对的双尾 t 检验。j，胎盘生长因子 （PLGF） 蛋白水平（左），PE 标志物和 sFLT1/PLGF 比值（右），以 F 为单位1胎盘取决于父系制度。P value 通过双尾 t 检验。条形表示中位数。每个数据点都是一个独立的胎盘（CON n = 12 个胎盘（7 个窝）;nABX n = 12 个胎盘（6 个窝）;avaABX n = 8 个胎盘（3 个胎盘））。
02
研究结论
综上所述，累积的证据表明，环境诱导的肠道微生物群扰动会在未来父亲中引起显着的生殖反应。这支持调节肠道-种系轴，当受到干扰时，它可以传播以影响后代疾病风险，至少部分是通过影响即将到来的胎盘功能。
好了，今天的文献解读就到这儿来，我们下期再见！如果你正在开展临床研究.需要方案设计.数据管理. 数据分析等支持.也随时可以联系我们。
