母体肥胖会显著增加子代成年后发生胰岛素抵抗、2型糖尿病和脂肪肝等代谢性疾病的风险，这种代际传递效应被认为与胎儿期的发育编程异常密切相关。2026年8月25日，南京大学李靓/张辰宇/张玉婧/葛智娟团队在《Nature Communications》上在线发表题为“Maternal obesity programs offspring metabolic dysfunction via small extracellular vesicle-mediated epigenetic remodeling”的研究论文。研究团队利用饮食诱导的肥胖小鼠模型和临床孕妇血浆样本，系统揭示了母体循环系统中的小细胞外囊泡（sEVs）如何穿越胎盘屏障、将异常升高的miR-29a-3p递送至胎儿肝脏，并通过重塑DNA甲基化景观提前激活肝脏糖异生程序，最终导致雄性子代成年后出现持续性代谢功能障碍。
研究团队首先建立了高脂饮食诱导的母体肥胖小鼠模型，发现肥胖母鼠血浆中分离出的sEVs直径集中在50-150 nm且高表达CD9、CD63和CD81等外泌体标志物。他们将PKH67荧光标记的母体血浆sEVs静脉注射到妊娠期正常饮食的受体母鼠体内，6小时后在胎盘两侧和胎儿肝脏中均检测到强荧光信号，超过4%的胎儿肝细胞呈PKH67阳性。连续6天注射肥胖母鼠来源的sEVs后，受体母鼠的胎鼠在胚胎期18.5天时血糖水平显著升高，这些雄性子代在出生后正常饮食喂养至8周龄时虽体重和摄食量无差异，但葡萄糖耐量实验和胰岛素耐量实验均显示明显的糖耐量受损和胰岛素敏感性下降。使用肥胖孕妇血浆sEVs注射的受体母鼠所产雄性子代也表现出类似的胰岛素水平升高和糖耐量异常，证实该机制在不同物种间具有保守性。
研究团队对母体血浆sEVs和胎儿肝脏进行小RNA测序，发现27个miRNAs在肥胖母鼠sEVs中显著上调，其中miR-29a-3p同时出现在肥胖孕妇sEVs高表达谱和肥胖母鼠胎儿肝脏中。他们通过RNase保护实验确认该miRNA确实包裹于sEVs内部而非表面吸附，并且人队列数据显示孕妇外周血sEVs中miR-29a-3p水平与孕前BMI呈正相关。为了验证miR-29a-3p是否足以驱动代谢紊乱，研究团队利用293T细胞过表达miR-29a-3p并收集其分泌的工程化sEVs，注射到正常妊娠母鼠体内后，胎鼠肝脏中miR-29a-3p水平升高了约20倍且持续至出生时。这些胎鼠在胚胎期血糖即明显升高，其雄性子代成年后空腹胰岛素水平比对照组高出近一倍，胰岛素刺激后肝脏AKT磷酸化水平显著降低，而肝脏组织学结构未出现明显改变。
研究团队进一步对注射miR-29a-3p-sEVs的胎鼠肝脏进行全基因组甲基化测序，鉴定出超过7000个差异甲基化区域，KEGG通路富集分析显示胰岛素信号通路相关基因富集最为显著。他们通过双荧光素酶报告实验和RNA免疫沉淀证实miR-29a-3p可以直接靶向并抑制DNA甲基转移酶DNMT3A、DNMT3B以及去甲基化酶TDG和TET3的3‘非翻译区，这种双向抑制并未改变整体甲基化水平却重塑了特定基因启动子的甲基化状态。其中糖异生关键转录共激活因子Pgc-1α启动子区域发生显著低甲基化，染色质开放性增加，导致其mRNA和蛋白水平在胎鼠肝脏中分别升高了约3倍和2倍，同时下游糖异生限速酶PEPCK和G6Pase的表达也相应上调。他们在肥胖母鼠sEVs中电穿孔装载anti-miR-29a中和该miRNA功能后再注射至正常受体母鼠，胎鼠肝脏中Pgc-1α及其靶基因表达回落至正常水平，成年雄性子代的糖耐量和胰岛素敏感性均得到显著改善。
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