A paternal methyl donor-rich diet altered cognitive and neural functions in offspring mice.
A paternal methyl donor-rich diet altered cognitive and neural functions in offspring mice.
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父本富含甲基供体的饮食改变了子代小鼠的认知和神经功能
DOI：
10.1038/mp.2017.53
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发表时间：
2018-05
影响因子：
11
通讯作者：
Ehninger D
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ryan DP;Henzel KS;Pearson BL;Siwek ME;Papazoglou A;Guo L;Paesler K;Yu M;Müller R;Xie K;Schröder S;Becker L;Garrett L;Hölter SM;Neff F;Rácz I;Rathkolb B;Rozman J;Ehninger G;Klingenspor M;Klopstock T;Wolf E;Wurst W;Zimmer A;Fuchs H;Gailus-Durner V;Hrabě de Angelis M;Sidiropoulou K;Weiergräber M;Zhou Y;Ehninger D
膳食摄入的甲基供体，如叶酸和蛋氨酸，显示出相当大的个体内变异的人群。虽然认识到母亲偏离膳食甲基供体的最佳摄入量会增加后代的心理健康问题和神经系统疾病的风险，但尚未探讨父亲膳食甲基供体的摄入量是否会影响下一代的行为和认知功能。在这里，我们报告说，在小鼠模型中，父亲的膳食甲基供体摄入量升高，交配前短暂应用，导致后代动物（甲基供体丰富的饮食（MD）F1小鼠）在海马依赖性学习和记忆，海马突触可塑性受损，海马θ振荡减少赤字。基因表达分析显示，改变表达的甲硫氨酸腺苷转移酶Mat2a和BK通道亚基Kcnmb2，这是与Kcnmb2启动子甲基化在MD F1小鼠的变化。在MD F1小鼠中，海马神经元过度表达Kcnmb2改善了改变的空间学习和记忆，支持该BK通道亚基在MD F1行为表型中的作用。行为和基因表达的变化并没有延伸到F2代后代。总之，我们的数据表明，父亲的饮食因素影响后代的认知和神经功能。
Dietary intake of methyl donors, such as folic acid and methionine, shows considerable intra-individual variation in human populations. While it is recognized that maternal departures from the optimum of dietary methyl donor intake can increase the risk for mental health issues and neurological disorders in offspring, it has not been explored whether paternal dietary methyl donor intake influences behavioral and cognitive functions in the next generation. Here, we report that elevated paternal dietary methyl donor intake in a mouse model, transiently applied prior to mating, resulted in offspring animals (methyl donor-rich diet (MD) F1 mice) with deficits in hippocampus-dependent learning and memory, impaired hippocampal synaptic plasticity and reduced hippocampal theta oscillations. Gene expression analyses revealed altered expression of the methionine adenosyltransferase Mat2a and BK channel subunit Kcnmb2, which was associated with changes in Kcnmb2 promoter methylation in MD F1 mice. Hippocampal overexpression of Kcnmb2 in MD F1 mice ameliorated altered spatial learning and memory, supporting a role of this BK channel subunit in the MD F1 behavioral phenotype. Behavioral and gene expression changes did not extend into the F2 offspring generation. Together, our data indicate that paternal dietary factors influence cognitive and neural functions in the offspring generation.
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