肥胖是一种复杂的多因素疾病。全球超过19亿成年人患有不同程度的肥胖，而男性肥胖患者占到一半左右。随着男性肥胖的比例增加，精子质量下降和男性不育的比例逐渐上升。最近的研究指出肥胖可通过表观遗传改变影响精子发生，表观遗传是在不改变核苷酸序列的前提下，对基因表达变化的研究主要包括三个方面，即DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA（non-coding RNA，ncRNA）。动物模型的研究显示肥胖与精子、子代的体细胞和生殖细胞的表观遗传改变直接相关，表观遗传通过调控生殖细胞的形成和发育，在男性不育中发挥至关重要的作用，表观遗传的改变会导致精子畸形和精子功能异常。肥胖改变表观因子后，不仅可以改变精子功能，而且对后代会产生影响，例如父亲肥胖可通过精子表观遗传重编程影响后代的代谢和生殖表型，而适当的干预措施会对肥胖者精子和其后代的表观基因有一定的改善。本文将从肥胖引起精子表观遗传改变，对后代的影响和干预措施对精子表观遗传的影响这三个方面逐一综述。
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肥胖发病率的增加引发了多种健康问题，增加了经济负担，引起了公众的关注［1］。肥胖除了与糖尿病和心血管疾病的关系密切之外，也是引起生殖障碍的重要的危险因素［2］。一项包括了2012年6月之前发表的21项相关研究（总样本为13 077名男性）的荟萃分析揭示了超重和肥胖与无精子症和少精子症患病率增加有关［3］。近年来，肥胖对男性不育的影响已被人们所关注，先前的研究表明，体质量指数（body mass index，BMI）高的男性生育能力下降［4］。肥胖可能影响精子形成的机制包括热效应、高雌激素、促性腺激素过少、糖尿病、性功能障碍和精子表观遗传改变［5］。高脂饮食诱导肥胖小鼠模型的研究显示肥胖会引起精子能动性下降，增加精子中活性氧的含量和DNA的损伤［6］。生育能力对季节、饮食和化学污染物等环境条件高度敏感［7］，而生物体对环境变化作出反应的生物调节系统是通过对基因组的表观遗传修饰来调节的［2］。环境因素可以不改变DNA序列而在基因组上留下生化印记来影响细胞的功能，因此表观基因修饰或许可以解释肥胖引起生殖功能改变的机制。表观基因的修饰可以使基因激活或者沉默，进而调控基因表达［8］。研究者对不育男性精子中组蛋白H4乙酰化水平进行定性或定量分析得出其量显著降低，而组蛋白H4乙酰化与精子生成受损有关［9］。研究已经证实精子是由微小RNA（microRNA，miRNA）（7%）、piwi蛋白相互作用RNA（piwi-interacting RNA，piRNA）（17%）和重复序列相关的小片段干扰RNA（small interfering RNA，siRNA）（65%）组成［10］。肥胖相关的并发症包括炎症、葡萄糖耐受不良、应激和高胆固醇血症，是精子中miRNA丰度和后代表型的预测因子［11］。男性肥胖不仅会引起其生育能力下降而且对其后代的健康产生影响，例如父亲的肥胖与脐带血中DNA甲基化的改变有关，这表明父亲的内分泌、营养或生活方式状况可能会增强代际遗传的表观遗传异常［12］。表观遗传特征也很容易被各种“调节剂”改变，例如饮食、BMI、活动量、衰老、接触各种毒素和环境因素［5］，因此对肥胖患者采取适当的干预措施可以改变其表观基因，从而可以改善后代的生育力和代谢。
