Angiogenin mediates paternal inflammation-induced metabolic disorders in offspring through sperm tsRNAs.
Angiogenin mediates paternal inflammation-induced metabolic disorders in offspring through sperm tsRNAs.
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血管生成素通过精子 tsRNA 介导父系炎症诱导的后代代谢紊乱
DOI：
10.1038/s41467-021-26909-1
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发表时间：
2021-11-29
影响因子：
16.6
通讯作者：
He B
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang Y;Ren L;Sun X;Zhang Z;Liu J;Xin Y;Yu J;Jia Y;Sheng J;Hu GF;Zhao R;He B
父系环境输入可以影响后代的各种表型，对基础生物学、公共卫生和政策产生巨大影响。然而，哪些信号作为将父系环境输入传递给后代的联系仍不清楚。在这里，我们表明，患有炎症的父亲的后代表现出代谢紊乱，包括葡萄糖耐受不良和肥胖。删除小鼠tRNA核糖核酸酶，血管生成素（Ang），消除父亲炎症诱导的代谢紊乱的后代。此外，Angdeletion阻止了炎症诱导的精子中5′-tRNA衍生的小RNA（5′-tsRNA）表达谱的改变，这可能是组成父亲表观遗传记忆所需的精子RNA“编码签名”所必需的。显微注射来自炎症性Ang +/+雄性而非Ang-/-雄性的精子30-40 nt RNA片段（主要是5′-tsRNA）导致所产生后代的代谢紊乱。此外，受精卵注射合成的5′-tsRNA，在炎症小鼠精子中增加，在Angdeletion中减少，部分类似于子代中父亲炎症诱导的代谢紊乱。总之，我们的研究结果表明，精子中Ang-mediated 5′-tsRNA的生物合成有助于子代中父亲炎症诱导的代谢紊乱。
Paternal environmental inputs can influence various phenotypes in offspring, presenting tremendous implications for basic biology and public health and policy. However, which signals function as a nexus to transmit paternal environmental inputs to offspring remains unclear. Here we show that offspring of fathers with inflammation exhibit metabolic disorders including glucose intolerance and obesity. Deletion of a mouse tRNA RNase, Angiogenin (Ang), abolished paternal inflammation-induced metabolic disorders in offspring. Additionally,Angdeletion prevented the inflammation-induced alteration of 5′-tRNA-derived small RNAs (5′-tsRNAs) expression profile in sperm, which might be essential in composing a sperm RNA ‘coding signature’ that is needed for paternal epigenetic memory. Microinjection of sperm 30–40 nt RNA fractions (predominantly 5′-tsRNAs) from inflammatoryAng+/+males but notAng–/–males resulted in metabolic disorders in the resultant offspring. Moreover, zygotic injection with synthetic 5′-tsRNAs which increased in inflammatory mouse sperm and decreased byAngdeletion partially resembled paternal inflammation-induced metabolic disorders in offspring. Together, our findings demonstrate that Ang-mediated biogenesis of 5′-tsRNAs in sperm contributes to paternal inflammation-induced metabolic disorders in offspring.
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