Физические тренировки отцов улучшают метаболическое здоровье потомства посредством эпигенетической модификации зародышевой линии

Введение: Эпигенетическая регуляция считается основным молекулярным механизмом, лежащим в основе гипотезы о происхождении здоровья и болезней в процессе развития (DOHAD). В предыдущих исследованиях роли физических тренировок отцов в метаболическом здоровье потомства не контролировали объём и интенсивность тренировок, а также возможное влияние адаптации к физической нагрузке; результаты относительно пользы физических тренировок родителей для следующего поколения были противоречивыми. Мы использовали строго регламентированный режим тренировок, чтобы изучить трансгенерационное наследование улучшенного метаболического здоровья.

Методы: Самцов мышей подвергали хорошо контролируемой программе физических тренировок, чтобы оценить влияние физических нагрузок отцов на толерантность к глюкозе и чувствительность к инсулину у их потомства во взрослом возрасте. Для изучения молекулярных механизмов эпигенетического наследования определяли хроматиновые маркеры в скелетных мышцах потомства и сперматозоидах отцов.

Результаты: У потомства тренировавшихся самцов мышей отмечалось улучшение гомеостаза глюкозы и чувствительности к инсулину. Физические тренировки отцов изменяли профиль метилирования ДНК гена PI3Kca и импринтированного локуса H19/Igf2 в определённых дифференциально метилированных участках (DMR) скелетных мышц потомства, что влияло на экспрессию соответствующих генов. Примечательно, что сходный профиль метилирования ДНК генов PI3Kca, H19 и Igf2 выявляли в сперматозоидах-предшественниках, что указывает: вызванные физической нагрузкой эпигенетические изменения, возникшие в процессе развития половых клеток, способствовали передаче признака следующим поколениям.

Выводы: Физические тренировки отцов могут рассматриваться как стратегия улучшения метаболического здоровья потомства, поскольку их преимущества способны наследоваться последующими поколениями.