高龄孕育产生不健康子代？

在众多物种中，父母生育时的年龄与后代寿命呈负相关。有研究发现，在人类中，较早出生的兄弟姐妹往往比较晚出生的兄弟姐妹寿命更长。父母的高龄（一般认为女性40岁，男性50岁）对后代的长期健康具有深远的影响，高龄可能导致后代患癌症、糖尿病和阿尔茨海默病的风险增加。然而，也有研究得出不同的结论。例如，在一项研究中，平均年龄小于50岁的母亲所繁育的后代比平均年龄小于33岁的母亲所繁育的后代存活率更高；此外，45岁以上的女性怀孕还具有“返老还童”的效果。

一篇题为“Parental age effect on the longevity and healthspan in Drosophila melanogaster and Caenorhabditis elegans”的论文利用秀丽线虫和黑腹果蝇作为模式生物，系统地探究了亲代年龄对亲代均为年老（long generation, LG）或均为年轻（short generation, SG）的近等基因系（(isolines: genetic inbred lines）后代寿命、繁殖力、生育力和运动能力的影响，以及“反向”线，即从年老的父母切换到年轻的父母时后代各指标的变化。

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作者研究了两株长寿线虫A，B和两株中等寿命线虫N2，C，实验流程如图1所示。年轻父母（SG）和年长父母（LG）的亲代平均年龄分别为（48±4）h和（96±12）h。图2为N2株和C株得到的代表性数据。在两种遗传背景下，LG系的平均寿命均显著短于SG系。例如，LG3和SG5的N2雌雄同体平均寿命分别为16.2±0.4天和17.5±0.4天（见图2A）。LG1和SG2的C株雌雄同体平均寿命分别为16.7±0.7天和19.3±0.3天（见图2B）。总体而言，LG系的寿命比SG系短4%-16%（如表1所示），且在世代之间没有累积效应，1代即可达到。

为了测试线虫亲代年龄效应的可逆性，将2 (C) LG和3 (N2) LG的线虫切换到1或2 SG，收集子代并测量其寿命。发现N2逆转系的寿命显著长于SG动物的后代，LG3.SG1为（19.7±1.0）天，SG4为（17.7±0.3）天（如图2所示）。最后，对C系（图2B）或A系（表1）进行的实验证实，晚期生殖显著缩短了后代的平均寿命，并且这种情况可以在生殖时切换到更年轻的年龄时逆转（表1)。

综上所述，这些数据表明，在线虫中，生殖时的亲代年龄显著影响后代的寿命，并且当允许年老亲代的后代在年轻时繁殖时，这种影响可以逆转。这一发现对于深入了解线虫寿命调控的机制具有重要意义，并为未来研究提供了新的思路和方法。

图1：秀丽线虫LG SG程序示意图

图2：亲代年龄对秀丽隐杆线虫后代寿命的影响

表1：各株系和年龄系线虫寿命表

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自体受精繁殖和雄性受精的两性繁殖都设置了实验。在自体受精繁殖中，无论是N2还是A品系线虫，LG2.SG1系比SG系和LG系产生更多的子代。雄性受精的两性繁殖有细微差异，一代SG逆转系在N2系差异不大，但在A系线虫中会产生负面的影响（图3）。这些结果表明，亲代年龄对线虫后代的生育力影响较小。

图3：亲本年龄对秀丽隐杆线虫后代生育力的影响

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研究人员使用CeLesT计算程序来测量动物在一段时间内连续游泳的能力。对N2线数据的PCA分析显示，随着年龄的增长，运动速度、尾部摆动和身体波动率降低，而不对称性、拉伸和卷曲率增加（图4A)。身体波动率是研究世代对运动行为的影响的最佳参数。不同品系中，来自雄虫受精或自体受精的子一代之间的身体波动率几乎没有差异。与SG系或LG系相比，逆转系LG2.SG的身体波动率显著提升（图4B-4C)。

图4：线虫亲代年龄对其后代运动能力的影响

此外作者还利用黑腹果蝇模型重复了在线虫中进行的实验流程（图5）。结果表明，黑腹果蝇亲代的高龄会缩短子代的寿命，且这种效应同样具有可逆性（图6）。

图5：黑腹果蝇LG SG程序示意图

图6：黑腹果蝇亲代年龄对子代寿命的影响

该项目致力于探究亲代年龄对线虫及黑腹果蝇后代寿命、繁殖能力及运动活动的影响。研究结果显示，在两种生物中，年老父母的连续几代后代的寿命明显短于年轻父母的后代。然而，当仅更换一代年轻父母时，后代的较短寿命及较差健康状况均显著改善。综上所述，这些数据表明，父母年龄较大所导致的后代寿命缩短的有害影响是可以逆转的，这揭示了一种有益的非遗传机制的存在。