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懷孕期與生產前後的營養,會影響媽媽與嬰兒的基因表現?

鮭魚「次亞麻油酸」(alpha-Linolenic acid, ALA)是食物中常見的omega-3多不飽和脂肪酸的前驅物,存在於植物油脂,在黑豆漿、豆腐、綠豆、小麥胚芽裡常見,可再經酵素作用「延長」為知名的DHA、EPA(魚油的主要成份)。許多研究指出,次亞麻油酸的攝取量,可影響產婦與嬰兒體內的omega-3與omega-6脂肪酸的濃度,影響胎兒產後的大腦發展。

Omega-3與omega-6兩種脂肪酸的平衡,牽涉到肥胖、糖尿病、過敏、心血管疾病,以及過敏。西方社會的飲食習慣,omega-3比例偏低,所以一般會建議多攝取如魚油之類的營養食品。不過,攝取過多omega-3成分,也會抑制omega-6脂肪酸的形成,這對嬰兒大腦發展會有影響—-服用高含量omega-3營養品的早產兒,後來發現反而發育得比較差。反之,過多的omega-6脂肪酸,也會抑制omega-3形成。一般認為,最好的w-3與w-6比值,在1:3~1:5之間。

於是有研究者假設:既然母親補充omega-3的含量與比重會影響嬰兒發展,那我們是否能在跟代謝路徑有關的基因上,找到「甲基化」(methylation)影響基因表現的證據?也就是,從受孕開始,胎兒的DNA是不太會變了,但一些「表觀遺傳變化」(epigenetic alterations)如「甲基化」,會影響DNA表現。能找得到證據嗎?科學家從可憐的小老鼠下手。

研究結果蠻簡單的,就是:「有影響」。懷孕的母老鼠飲食中的omega-6與omega-3比例,會影響相關基因的甲基化程度。甲基化程度越高,DNA就越不會表現出來。不過已開發國家的人類媽媽,應該不會像實驗老鼠這樣被人類操縱得營養失衡,所以讀者們先別太擔心,先來看看研究是怎麼設計的:

十周大的24隻實驗母老鼠隨機分派為吃C餐的控制組,與吃D餐的ALA缺乏組。牠們在懷胎之前與懷胎時共30天服用被人類控制的C、D餐飲食。30天後,母鼠跟始終服用C餐的公鼠一起飼養,直到生產。

研究老鼠的分組情形

母鼠生產後,每一組再平分成兩組,一組繼續吃原來的C、D餐,一組改吃含有豐富ALA的S餐。D、C、S三種餐的omega-6與omega-3比值是49.7、7.6、0.3。這期間母鼠會哺乳給小老鼠。然後到了產後第十九天,所有的母老鼠、小老鼠被安樂死,肝臟組織磨碎拿來做DNA分析。

這研究針對肝臟細胞裡的fatty acid desaturase 2 (Fads2) gene的兩個部位:promotor與intron 1做甲基化的分析。Fads是ALA形成DHA的關鍵步驟,先前的研究報告說Fads的表現跟基因甲基化的程度呈負相關。研究結果是:

一、DS組母鼠(先限制後過多)與CC組(持平的控制組)相比,promotor部位甲基化增加了 64%。CS組(先持平後過多)的甲基化也增加了,但統計上未達顯著。Intron 1部位的甲基化,在DS組與CS組都有顯著差異。

這研究裡,後期服用過多ALA,會明顯增加相關基因的甲基化。如果在懷孕期嚴格控管ALA,會讓生產後大量補充ALA激起更強烈的反應。也就是,懷孕期與產後服用的ALA多寡,的確會影響基因的甲基化。

二、在小老鼠組,CS組的基因甲基化有顯著增加。另外,統計發現,母鼠基因甲基化程度,與小鼠基因甲基化程度成正比。

結果不難懂,不過這研究應該是很不好做吧,還要犧牲一窩老鼠,分析肝臟細胞上一個小點的甲基化。至於人類的基因怎麼那麼神奇,為什麼吃太多ALA就會造成代謝路徑中關鍵酵素基因的甲基化,這還無法解釋。但這研究提醒我們,生物細胞的運作很微妙,任何「介入」(intervention,如吃很多魚油)都可能在體內不同地方帶來我們一時想像不到的變化。而許多變化,如「甲基化」,可是會經由細胞複製,帶來長遠的影響。

如果要講句實用的,那就是:營養要均衡,omega-3與omega-6都很重要,吃魚油過量不見得好

參考文獻:

Perinatal manipulation of alpha-linolenic acid intake induces epigenetic changes in maternal and offspring livers. The FASEB Journal article fj.12-210724. Published online September 20, 2012.

儉約的基因,奢侈的口味:能合成更多omega-3與omega-6脂肪酸,是優點或缺點乎?

關於作者

陳豐偉

精神科醫師,任職高雄快樂心靈診所,曾於聯合報元氣週報、康健雜誌、PCHome、Cheers、數位時代等媒體撰寫專欄。