跨代表观遗传学遗传

跨代表观遗传学遗传是指表观遗传信息（不涉及DNA序列改变）跨代传递，包括传递给从未接触过原始触发因素的后代。这是表观遗传学中最具争议的话题之一，因为基因组在生殖系和早期胚胎中会经历近乎完全的表观遗传重编程，这应该会擦除大多数后天获得的标记。

Definition

跨代表观遗传学遗传是指通过生殖系，将环境或实验诱导的表观遗传状态稳定地传递给未直接暴露于诱导条件的后代，其介导方式是DNA甲基化、染色质状态或小RNA等载体，而非DNA序列改变。

Scope

本条目区分了代际效应和真正的跨代效应，解释了任何遗传标记必须逃脱的重编程障碍，调查了遗传信息的候选载体，并权衡了模式生物中的证据与人类中较弱的证据。它是一篇关于机制和证据标准的参考性论述，而非临床指导。

Core questions

• 如何区分真正的跨代遗传与直接（代际）暴露效应？
• 哪些分子载体能够存活生殖系和胚胎重编程？
• 哺乳动物、植物、线虫和果蝇中的证据强度如何？
• 在人类中声称遗传需要哪些实验控制？

Key concepts

• 代际效应与跨代效应
• 生殖系和胚胎重编程
• 印记和逃逸基因座
• 小RNA介导的遗传
• F0-F1-F2-F3代际核算
• 共同环境和遗传混杂

Mechanisms

一个环境获得的标记若要跨代遗传，它必须进入生殖系并经历两波全基因组重编程——一次在原始生殖细胞中，一次在受精后——这些重编程通常会擦除甲基化并重置染色质（Reik et al., 2001）。可能逃脱或重新建立的候选载体包括某些DNA甲基化状态、保留的组蛋白修饰以及生殖系小RNA（Heard & Martienssen, 2014）。代际核算至关重要：由于怀孕的F0雌性、她的F1胎儿以及该胎儿内的F2生殖系都直接暴露，因此只有持续到F3（或通过父系持续到F2）的效应才能证明真正的跨代传递。Anway et al. (2005) 报告的杀菌剂乙烯菌核利诱导的效应在大鼠中跨代持续是一个常被引用但也常被审视的例子（Heard & Martienssen, 2014）。

Clinical relevance

该主题决定了应如何解释和评估祖先暴露影响后代健康的说法。本条目描述了机制和证据标准，并非个体诊断、预后或治疗的依据。

Epidemiology

关于跨代表观遗传学遗传的可靠实验证据主要来自植物和线虫等无脊椎动物，在哺乳动物中的证据则较为有限且存在争议；人类证据主要基于观察，难以排除共同环境或遗传混杂因素（Heard & Martienssen, 2014; Cavalli & Heard, 2019）。

History

随着生殖系重编程的绘制（Reik et al., 2001）以及动物实验报告诱导表型跨代持续（Anway et al., 2005），人们对非遗传性遗传的兴趣日益增长。Heard和Martienssen在2014年的综述，其副标题“神话与机制”明确地设定了当代证据标准，将有充分证据支持的无脊椎动物和植物发现与过度解读的哺乳动物主张区分开来。

Debates

真正的跨代遗传是否已在哺乳动物中确立？

批评者认为，许多哺乳动物报告未能达到F3代，缺乏足够的对照，或无法排除持续的直接暴露和遗传混杂，因此最强的机制证据仍存在于植物和无脊椎动物中。

Key figures

• Edith Heard
• Robert Martienssen
• Wolf Reik
• Michael Skinner
• Giacomo Cavalli

Seminal works

• reik-2001
• anway-2005
• heard-martienssen-2014

Frequently asked questions

为什么跨代遗传在哺乳动物中如此难以证明？

因为哺乳动物基因组会经历两次表观遗传重编程——一次在生殖系中，一次在受精后——获得的标记通常会被擦除；而且，暴露怀孕雌性会同时暴露胎儿及其生殖系，因此证明遗传需要在受控条件下追踪至少三代。

什么在代际之间传递表观遗传信息？

候选载体包括某些DNA甲基化状态、保留的组蛋白修饰以及生殖系中的小RNA，但这些载体如何运作以及其可靠性因物种而异，仍是一个活跃的研究问题。