Epigenetik und Spermien-RNA: Vererbung über den Vater · Kapitel 5 von 24 · Studienlage: Metaanalysen und Übersichten

Erzählende Übersichten

Die erzählenden Übersichten haben keine systematische Suche, keine Qualitätsbewertung und keine Effektschätzer; sie spiegeln den Wissensstand ihrer Autorinnen und Autoren wider und zitieren oft die eigene Arbeitsgruppe. Sie sind hier trotzdem einzeln aufgeführt, weil sie zeigen, wie sich die Einschätzung des Feldes zwischen 2004 und 2026 verschoben hat: von der Beschreibung eines unbekannten „Spermienepigenoms“ über die Hypothese der Übertragung von Umweltsignalen bis zur zunehmend skeptischen Frage, wie viel davon beim Menschen belegt ist.

Übergreifende Übersichten zur Spermienepigenetik

Donkin und Barrès 2018: Spermien-Epigenetik und Umweltfaktoren [s301]. (Dänemark, Kopenhagen.) Das Epigenom der Spermien reagiere dynamisch auf Ernährung, Bewegung, Rauchen und weitere Faktoren. Der funktionelle Einfluss auf Embryogenese und Phänotyp der nächsten Generation sei „largely unknown“, es häuften sich aber starke Belege für umweltgetriebene, spermiengetragene epigenetische Faktoren, die den Phänotyp der Nachkommen verändern können. Stärke: kompetente Darstellung. Schwäche: narrative Auswahl, Stützung auch auf die eigenen Studien der Arbeitsgruppe [s340, s305].

Champroux et al. 2018: Ein Jahrzehnt der Erforschung des Säuger-Spermienepigenoms [s297]. (Frankreich, Clermont-Ferrand.) Das Spermienepigenom bestehe aus DNA-Methylierung, DNA-assoziierten Proteinen, der Verteilung von Nukleoprotaminen und nichtkodierenden RNA und werde mit dem haploiden Genom an die Eizelle geliefert. Kurzübersicht ohne Zahlen.

Lismer und Kimmins 2023: Das Spermienepigenom als Vorlage für die Embryonalentwicklung [s155]. (Kanada, McGill University.) Die drei Säulen Chromatin, DNA-Methylierung und nichtkodierende RNA werden eingeordnet. Die Autorinnen betonen, dass die molekularen Wege der Übertragung bei der Befruchtung, der Widerstand gegen die Umprogrammierung im Embryo und die Verbindung zum Phänotyp „only now beginning to be unraveled“ seien. Sie trennen „intergenerationale“ von „transgenerationalen“ Effekten.

Marcho, Oluwayiose und Pilsner 2020: Die Umwelt vor der Zeugung und die Spermienepigenetik [s252]. (USA, University of Massachusetts Amherst.) Die Phase vor der Zeugung wird als sensibles Entwicklungsfenster beschrieben, in dem Schadstoffe, Ernährung, Medikamente, Stress und Bewegung die Spermienepigenetik beeinflussen. Gestützt auf epidemiologische Studien und Tiermodelle.

Soubry, Hoyo, Jirtle und Murphy 2014: Ein väterliches Umwelterbe, Essay [s379]. (Belgien, KU Leuven.) Der Essay formuliert die Hypothese „epigenetischer Fenster der Empfindlichkeit“ während der Spermienentwicklung und nennt DNA-Methylierung, Histonmodifikation und nichtkodierende RNA als mögliche Träger der nicht-genetischen Übertragung. Eine empirische Prüfung leistet er nicht.

Heard und Martienssen 2014: Transgenerationale epigenetische Vererbung, Mythen und Mechanismen [s373]. (Frankreich, Collège de France.) Eine ausdrücklich kritische Stimme: Epigenetische Vererbung komme sicher vor allem bei Pflanzen vor; wie viel davon umweltbedingt sei und in welchem Ausmaß dies beim Menschen geschehe, bleibe „unclear“. Das Abstract ist sehr kurz; die Einzelargumente sind hier nicht weiter ausgeführt.

Rotondo et al. 2021: Epigenetik der männlichen Infertilität, DNA-Methylierung [s226]. (Italien, Ferrara.) Methylierungsdefekte von MEST und H19 (geprägte Gene) und von MTHFR (nicht geprägt) seien „repeatedly“ mit männlicher Infertilität verbunden worden.

Leggio et al. 2025: Spermien-Epigenetik und Spermien-RNA als Treiber männlicher Infertilität, „truth or myth?“ [s60]. (Italien, Catania.) Betrachtet werden Spermienkonzentration, Embryoentwicklung und Lebendgeburtenrate in Tier- und Humanstudien. Das Abstract formuliert kein eindeutiges Urteil; der Titel selbst benennt die offene Frage.

Garrido et al. 2023: Die Landschaft der Spermien-Epigenetik, Korrelation mit Embryoqualität, Ergebnissen und Gesundheit der Nachkommen [s147]. (Spanien, IVI Valencia.) Die Autoren beschreiben das väterliche Epigenom als wichtig für Spermienfunktion, Befruchtung, Embryoentwicklung und Gesundheit der Kinder und nennen veränderte epigenetische Zustände als mit Infertilität, schlechterer Embryoqualität und schlechteren ART-Ergebnissen verbunden. Die Identifizierung epigenetischer Biomarker könne die Diagnostik verbessern; es sei noch viel Forschung nötig. Hinweis: Dies ist die optimistischste der hier besprochenen Übersichten und steht in Spannung zur Zurückhaltung bei Åsenius [s243]. Garrido ist zugleich Erstautor einer eigenen Autismus-Biomarkerstudie [s217], die im Abschnitt Beobachtungsstudien besprochen wird.

Montjean et al. 2024: Genom- und Epigenomstörungen und männliche Infertilität, Erfahrungen aus 15 Jahren [s110]. (Kanada, Fertilitätszentren Laval und Brossard.) Erfahrungsbericht: Umwelt- und Berufsexposition gegenüber endokrinen Disruptoren, oxidativer Stress und Lebensgewohnheiten trügen zur Abnahme der männlichen Fertilität bei, mit dem Risiko neu entstehender epigenetischer Dysregulation. Neue Verfahren würden die Bedeutung genetischer und epigenetischer Untersuchung für die Beratung hervorheben. Keine Zahlen im Abstract.

Montjean et al. 2022: Endokrine Disruptoren und nicht-genetische Vererbung [s195]. (Kanada.) DNA-Methylierung, Acetylierung, Histonmodifikation, RNA-vermittelte Effekte und Effekte extrazellulärer Vesikel seien als Mechanismen beschrieben. Während gesundheitliche Wirkungen endokriner Disruptoren in den letzten zehn Jahren stark zugenommen hätten, seien die Effekte auf die Spermienepigenetik nur begrenzt beschrieben worden.

Sengupta et al. 2023: Umwelt- und Genetik-Verkehr auf dem Weg vom Spermium zum Nachkommen [s168]. (Vereinigte Arabische Emirate, Gulf Medical University.) Zusammenschau empirisch gestützter Forschung zur Verbindung von Umwelt, Genetik und Epigenetik; Kinder seien in kritischen Wachstumsphasen empfindlicher gegenüber Umweltfaktoren. Keine Zahlen.

Shacfe et al. 2023: Eine DNA-Methylierungs-Perspektive auf Infertilität [s169]. (Saudi-Arabien, Riad.) Kurzer Überblick über männliche und weibliche Infertilität unter dem Blickwinkel von Methylierungsveränderungen. Die Autoren halten aberrante Methylierung für „widely characterized“ als Ursache abnormer Genexpression in Spermien und Eizellen.

Gunes und Kollegen: vier Übersichten aus Samsun (Türkei). Die Übersicht von 2016 [s341] beschreibt Methylierung geprägter und Entwicklungsgene, Histonmodifikationen und kurze nichtkodierende RNA in Spermien als mögliche Beteiligte an idiopathischer männlicher Infertilität. Die Übersicht von 2013 [s382] behandelt die Rolle der Epigenetik in der Spermatogenese. Die Übersicht von 2025 [s50] hebt abnorme Methylierung bei DNMT3A/B/L, H19, MEST, SOX30 und Genen des piRNA-Wegs als mit geringer Spermienproduktion und verminderter Fertilität verbunden hervor. Weitere Samsuner Übersicht zu Rauchen von 2018 [s303]: Kapitel zu Aneuploidien, DNA-Fragmentierung und Mutationen, dann zu Methylierung, Chromatinumbau und nichtkodierenden RNA; die Wirkung des Rauchens auf Samenparameter sei in der Literatur „controversial“.

Weitere türkische Übersichten. Dirican 2026 [s04] verbindet die Evolutionsbiologie mit Epigenetik und rechnet mit logistischen Modellen einen Rückgang der mittleren Spermienkonzentration um etwa 50 % seit den 1970er Jahren (Beschleunigung von 1,16 % auf 2,64 % pro Jahr) fort; die Autoren benennen erhebliche Unsicherheit der Projektion. Sukur 2026 [s26] stellt fest, Adipositas gehe bei weiblichen Fortpflanzungsgeweben meist mit Hypermethylierung, bei der männlichen Keimbahn häufiger mit globaler oder locusspezifischer Hypomethylierung einher. Kablan 2025 [s57] und Anjum 2025 (Dubai) [s38] behandeln Histon-Acetylierung bzw. das Hoden-Epigenom. In TR Dizin stehen Übersichten zu zellfreien Seminal-Nukleinsäuren [s245] (Titel: „Serbest seminal nükleik asitlerin erkek infertilitesi ile ilişkisi (Zusammenhang zwischen zellfreien Seminal-Nukleinsäuren und männlicher Infertilität) [englischer Titel: Cell-free nucleic acids and male infertility relationship]“), zu DNA-Mismatch-Reparatur [s224] (Titel: „DNA yanlış eşleşme onarımı ve erkek infertilitesi (DNA-Mismatch-Reparatur und männliche Infertilität) [englischer Titel: DNA mismatch repair and male infertility]“), zu Bisphenol A [s280] (Titel: „Bisfenol A ve erkek üreme sağlığı (Bisphenol A und männliche Reproduktionsgesundheit) [englischer Titel: Bisphenol A and male reproductive health]“), zur epigenetischen Reprogrammierung in der assistierten Reproduktion [s423] (Titel: „Epigenetik yeniden programlama ve yardımcı üreme teknikleri (Epigenetische Reprogrammierung und assistierte Reproduktionstechniken) [englischer Titel: Epigenetik yeniden programlama ve yardımcı üreme teknikleri]“) und zur Spermienbiologie [s19] (Titel: „Human sperm biology and mechanisms of sperm dysfunction in male infertility“). Sie enthalten keine Primärdaten.

Alter des Vaters

Ashapkin et al. 2023: Altersassoziierte epigenetische Veränderungen in Säugerspermien [s136]. (Russland, Lomonossow-Universität Moskau; Suche in PubMed und Web of Science, narrativ.) Alter beeinflusse alle bekannten epigenetischen Mechanismen der Spermien (DNA-Methylierung, Histonmodifikationen, kleine nichtkodierende RNA). Über die Richtung der altersabhängigen Methylierungsänderungen herrsche „controversy“. Es existiere eine Spermien-Epigenetik-Uhr auf Basis von vier Methoden; für einige CpG-Stellen bestehe ein linearer Zusammenhang mit dem Alter. Die altersabhängigen Veränderungen ließen sich nicht als zufällige Ansammlung von Epimutationen beschreiben und könnten mit Autismus-Spektrum-Störungen verbunden sein. Schwäche: überwiegend Querschnittsdaten, keine Effektgrößen.

Sharma et al. 2015: Wirkungen höheren väterlichen Alters [s361]. (USA, Cleveland Clinic; „exhaustive literature review“.) Berichtet werden negative Effekte auf Spermienqualität und Hodenfunktion, Zusammenhänge mit Epigenetik, DNA-Mutationen und Aneuploidien sowie erhöhte Raten von Autismus, Schizophrenie, bipolaren Störungen und kindlicher Leukämie bei den Nachkommen. Der Effekt väterlichen Alters auf Samenparameter sei „controversial“, unter anderem weil es keine einheitliche Definition fortgeschrittenen väterlichen Alters gibt.

Liu et al. 2025: Fortgeschrittenes väterliches Alter, Spermienmethylierung und Entwicklung von Embryonen und Nachkommen [s62]. Originaltitel: „[Impacts of advanced male age on sperm DNA methylation and subsequent development of embryos and offspring]. (Auswirkungen des fortgeschrittenen väterlichen Alters auf die Spermien-DNA-Methylierung und die anschließende Entwicklung von Embryonen und Nachkommen)“. (China, Shandong.) Die Autoren betonen, dass wenige Studien den Einfluss auf die Gesundheit der Nachkommen untersuchen und der Mechanismus unklar bleibe.

Hubert et al. 2011: Einfluss des väterlichen Alters bei Schizophrenie [s399]. Originaltitel: „[Influence of paternal age in schizophrenia]. (Einfluss des väterlichen Alters bei Schizophrenie)“. (Frankreich.) Systematisierte Übersicht (acht Kohorten-, fünf Fall-Kontroll-Studien, zwei Metaanalysen und ein Review, 2000 bis 2009): Nach Kontrolle für mütterliche Faktoren stieg das relative Risiko für Schizophrenie bei Nachkommen älterer Väter auf 1,84 bis 4,62; das mütterliche Alter zeigte nach Adjustierung keinen signifikanten Effekt; zwei Metaanalysen fanden ein erhöhtes Risiko bei Vätern über 35 Jahren. Die Autoren halten zuerst die Häufung neuer Mutationen in den Spermatogonien durch akkumulierende Replikationsfehler für plausibel; das Abstract erwähnt, dass der Alterseffekt auch durch Prägung erklärt werden könnte. Für das väterliche Alter gebe es keinen validierten Schwellenwert. Das Abstract nennt keine Konfidenzintervalle; ob die Spanne 1,84 bis 4,62 Einzelschätzer oder ein Intervall bezeichnet, geht aus dem Abstract nicht hervor.

López Moratalla und Palacios Ortega 2011: Aufschub des Zeugungsalters, Fertilitätsrückgang und vermehrte assistierte Reproduktion [s400]. Originaltitel: „[Delay the age of procreation, decline in fertility and increased use of assisted reproduction: risk of birth defects]. (Aufschub des Zeugungsalters, Fertilitätsrückgang und vermehrter Einsatz assistierter Reproduktion: Risiko von Fehlbildungen)“. (Spanien, Universität Navarra.) Positions- und Übersichtstext aus dem Bereich der Bioethik zu Prägung und ovarieller Stimulation; keine Zahlen.

Spermien-RNA, Chromatin und Histone

Jodar et al. 2013: Vorkommen, Rolle und klinische Verwendung von Spermien-RNA [s383]. (USA, Wayne State University.) Die Spermien-RNA sei eine Mischung aus rRNA, mRNA sowie großen und kleinen nichtkodierenden RNA (miRNA, piRNA und weitere). Nur ein Bruchteil der größeren RNA sei strukturell intakt; rRNA sei am häufigsten und stark fragmentiert. Als funktionell wichtig für die erste Zellteilung wird miR-34c genannt.

Trigg, Eamens und Nixon 2019: Beitrag der Epididymosomen zum Spermien-sRNA-Profil [s279]. (Australien.) Die Veränderung des Spermien-sRNA-Profils wird auf die Reifung im Nebenhoden zurückgeführt; da reife Spermien transkriptionell und translationell stumm seien, kämen Epididymosomen als Überträger in Frage.

Naveed, Shen und Bao 2025: Spermiengetragene kleine nichtkodierende RNA als epigenetische Träger [s65]. (China, Hefei.) Der genaue Mechanismus, über den spermiengetragene sncRNA erworbene Merkmale übertragen, sei „unclear and under hot debate“.

Chan et al. 2022: Das Small-RNA-Transkriptom der Spermien, Bedeutung über Fortpflanzungsstörungen hinaus [s180]. (Hongkong, CUHK.) Das Transkriptom werde durch Epididymosomen auf dem Weg durch den Nebenhoden verändert; Umwelteinflüsse veränderten es und prädisponierten die Nachkommen für Stoffwechselstörungen.

Weitere Übersichten zu Spermien-RNA aus China, Korea und Japan. Zhang Y et al. 2019 [s284] (USA, Nevada; Nature Reviews Endocrinology) beschreiben die Spermien-RNA (tsRNA, miRNA, rsRNA, lncRNA und RNA-Modifikationen) als zusätzliche Quelle väterlicher Erbinformation und nennen als ungeklärt, wie die Information im Embryo entschlüsselt wird. Song et al. 2026 [s25] behandeln tRNA-Fragmente: Sie regulierten die embryonale epigenetische Umprogrammierung, die Transposon-Stilllegung und die generationenübergreifende Programmierung. Liu Q et al. 2022 [s193] (Titel: „[Sperm small non-coding RNAs and intergenerational inheritance]. (Kleine nichtkodierende RNAs der Spermien und intergenerationale Vererbung)“) und Zhou et al. 2016 [s350] (Titel: „[Transgenerational transmission mediated by small non-coding RNA in sperm]. (Durch kleine nichtkodierende RNA in Spermien vermittelte transgenerationale Weitergabe)“) geben chinesischsprachige Überblicke zu Spermien-miRNA, tsRNA und transgenerationaler Weitergabe. Niu et al. 2009 [s409] (Titel: „[Updated reproductive function of human sperm RNA]. (Aktueller Stand zur reproduktiven Funktion menschlicher Spermien-RNA)“) fassten die damalige Kenntnis zur reproduktiven Funktion menschlicher Spermien-RNA zusammen. Li LB et al. 2023 [s153] (Titel: „[Long non-coding RNA in spermatogenesis regulation and male infertility: Progress in research]. (Lange nichtkodierende RNA in der Regulation der Spermatogenese und bei männlicher Unfruchtbarkeit: Forschungsfortschritte)“) beschreiben lncRNA als Biomarkerkandidaten; Dai et al. 2023 [s143] (Titel: „[Molecular markers for predicting the success of micro-TESE in non-obstructive azoospermia]. (Molekulare Marker zur Vorhersage des Erfolgs der Mikro-TESE bei nichtobstruktiver Azoospermie)“) fassen Moleküle zur Vorhersage des Mikro-TESE-Erfolgs bei nichtobstruktiver Azoospermie zusammen; Shao et al. 2025 [s73] (Titel: „[Research progress of circular RNA in male reproductive disorders]. (Forschungsfortschritte zu zirkulärer RNA bei männlichen Fortpflanzungsstörungen)“) nennen eine Abnahme von Spermienkonzentration und Gesamtzahl um über 50 % in vier Jahrzehnten (Angabe aus dem Abstract); Jiang et al. 2024 [s103] (Titel: „[The Roles of N6-Methyladenosine Modification and Its Regulators in Male Reproduction]. (Die Rolle der N6-Methyladenosin-Modifikation und ihrer Regulatoren in der männlichen Fortpflanzung)“) behandeln die m6A-Modifikation und ihre Regulatoren in der männlichen Fortpflanzung, deren Expression im Hoden mit Konzentration, Beweglichkeit und Morphologie korreliere. Bak et al. 2011 [s396] (Korea) beschreiben PIWI-Proteine und piRNA, die nur in Pachytän-Spermatozyten und Rundspermatiden vorkommen, während miRNA in der gesamten Spermatogenese exprimiert werden. Kim et al. 2026 [s13] (Affiliation im Datensatz nicht ausgewiesen; koreanische Zeitschrift BMB Reports) beschreiben das Spermium als mehrschichtiges epigenetisches Informationssystem aus DNA-Methylierung, Restistonen und kleinen RNA und betonen, die menschliche Evidenz sei überwiegend beobachtend und anfällig für Störgrößen wie Genetik, mütterliche Faktoren und gemeinsame Umwelt. Tanaka und Watanabe 2023 [s172] (Japan) berichten in ihrer Übersicht zur Rundspermatiden-Injektion von 90 Kindern nach diesem Verfahren, deren frühere Nachuntersuchungen (2015 und 2018) keine signifikanten Unterschiede zu natürlich gezeugten Kindern bei körperlichen und kognitiven Fähigkeiten gezeigt hätten, die klinischen Ergebnisse blieben aber niedrig.

Chinesischsprachige Übersichten zu Methylierung und Histonen. Yang et al. 2007 [s418] (Titel: „[Research progress in epigenetics of sperm]. (Forschungsfortschritte zur Epigenetik der Spermien)“), Ge et al. 2010 [s402] (Titel: „[The genetic and epigenetic defect from the sperm for intracytoplasmic sperm injection (ICSI)]. (Genetische und epigenetische Defekte der Spermien bei der intrazytoplasmatischen Spermieninjektion (ICSI))“), Ge et al. 2011 [s398] (Titel: „[Methylation and acetylation of histones during spermatogenesis]. (Methylierung und Acetylierung von Histonen während der Spermatogenese)“), Pan et al. 2014 [s376] (Titel: „[Histone modifications during spermatogenesis and male infertility]. (Histonmodifikationen während der Spermatogenese und männliche Unfruchtbarkeit)“), He et al. 2014 [s372] (Titel: „[Relationship between epigenetics of sperm and embryogenesis]. (Zusammenhang zwischen der Epigenetik der Spermien und der Embryogenese)“), Shaoqin et al. 2014 [s378] (Titel: „[Epigenetic modifications in human spermatozoon and its potential role in embryonic development]. (Epigenetische Modifikationen in menschlichen Spermien und ihre mögliche Rolle in der Embryonalentwicklung)“) und Chen et al. 2021 [s214] (Titel: „[Research progress on the correlation between abnormal sperm DNA methylation and semen quality]. (Forschungsfortschritte zum Zusammenhang zwischen abnormer Spermien-DNA-Methylierung und Samenqualität)“) belegen, dass die Themen in chinesischen Fachzeitschriften seit etwa 2007 bearbeitet werden; neue Primärzahlen enthalten sie nicht. Cui et al. 2016 [s338] (China, Linfen) beschreiben DNA-Methylierung in Spermatogenese und Infertilität mit Fokus auf schlechte Samenqualität. Hu et al. 2025 [s54] (Titel: „[Paternal inheritance mediated by epigenetic changes in sperms]. (Durch epigenetische Veränderungen der Spermien vermittelte väterliche Vererbung)“) fassen die Mechanismen väterlicher inter- und transgenerationaler Vererbung beim Menschen und bei der Maus als Grundlage für genetische Beratung zusammen.

Russischsprachige Übersichten. Rudneva 2016 [s351] (Titel: „Роль микроРНК в сперматогенезе (Die Rolle der microRNA in der Spermatogenese)“) beschreibt die Rolle der microRNA in der Spermatogenese einschließlich miRNA in Spermien und Seminalplasma als mögliche Biomarker. Kurilo 2015 [s363] (Titel: „Генетические и эпигенетические механизмы регуляции, хронология и динамика сперматогенеза у млекопитающих (Genetische und epigenetische Regulationsmechanismen, Chronologie und Dynamik der Spermatogenese bei Säugetieren)“) nennt mehr als 90 geprägte Gene und Loci auf 13 Chromosomen und mehr als 10 Imprinting-Syndrome. Egorova 2024 [s131] (Titel: „Роль эпигенетики в мужском и женском бесплодии (Die Rolle der Epigenetik bei männlicher und weiblicher Infertilität)“) ist eine Übersicht nach PRISMA (530 PubMed-, 57 eLibrary- und 23 Google-Scholar-Treffer vor Ausschlüssen) und hält fest, dass Protamin-Veränderungen die vom väterlichen Erbgut übertragene epigenetische Information beeinflussen können. Sergeev 2019 [s285] (Titel: „КОНЦЕПЦИИ ПЕРВОПРИЧИН ЗДОРОВЬЯ И БОЛЕЗНЕЙ НА РАННИХ ПЕРИОДАХ РАЗВИТИЯ (DOHAD) И ОТЦОВСКИХ ПЕРВОПРИЧИН, ПЕРЕДАВАЕМЫХ СЛЕДУЮЩИМ ПОКОЛЕНИЯМ (POHAD) (Konzepte der Ursprünge von Gesundheit und Krankheit in frühen Entwicklungsphasen (DOHaD) und der väterlichen, an folgende Generationen weitergegebenen Ursprünge (POHaD))“) führt das Konzept der väterlichen Ursprünge von Gesundheit und Krankheit (POHaD) neben DOHaD ein. Korshunov 2021 [s238] (Titel: „СТРУКТУРНЫЕ НАРУШЕНИЯ ХРОМАТИНА СПЕРМАТОЗОИДОВ. ПАТОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ. КЛИНИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ (Strukturelle Chromatinstörungen der Spermien. Pathophysiologische Aspekte. Klinische Bedeutung)“) fasst Spermienchromatin und DNA-Fragmentierung zusammen. Patkin 2013 [s391] (Titel: „Влияние экотоксикантов на эмбриогенез и гаметогенез млекопитающих: эпигенетические механизмы (Einfluss von Ökotoxikanten auf Embryogenese und Gametogenese bei Säugetieren: epigenetische Mechanismen)“) und 2012 [s394] (Titel: „Эпигенетика популяций, экотоксикогенетика и болезни человека (Populationsepigenetik, Ökotoxikogenetik und Krankheiten des Menschen)“) behandeln Ökotoxikanten und die mögliche generationenübergreifende Weitergabe der Krankheitsempfänglichkeit. Allakhverdiev 2025 [s88] (Titel: „БИОМАРКЕРЫ МУЖСКОГО БЕСПЛОДИЯ: ОБЗОР НОВЫХ МАРКЕРОВ И ИХ РОЛЬ В КЛИНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКЕ (Biomarker der männlichen Infertilität: Übersicht neuer Marker und ihre Rolle in der klinischen Diagnostik)“) beschreibt Multi-omics-Biomarker der männlichen Infertilität. Galimov 2022 [s183] (Titel: „[Molecular mechanisms of male infertility: main directions of scientific research] (Molekulare Mechanismen der männlichen Infertilität: Hauptrichtungen der Forschung)“) und Zaletaev 2022 [s208] (Titel: „[Epigenetic Regulation Disturbances on Gene Expression in Imprinting Diseases] (Störungen der epigenetischen Regulation der Genexpression bei Imprinting-Erkrankungen)“) behandeln molekulare Mechanismen der männlichen Infertilität bzw. Imprinting-Erkrankungen. Pilsner und Kollegen 2017 [s323] geben als US-geführte Übersicht mit russischer Beteiligung einen Überblick zu Dioxinen: Dioxine induzierten die Übertragung von Umweltbedingungen über die männliche Keimbahn bei Exposition im Fenster der epigenetischen Reprogrammierung primordialer Keimzellen; erhöhte Fehlbildungsraten bei Kindern männlicher Agent-Orange-Veteranen deuteten darauf hin, dass Dioxine auch bei Erwachsenen epigenomische Veränderungen in männlichen Keimzellen induzieren könnten.

Japanischsprachige Übersichten. Tatehana und Osumi 2023 [s176] (Titel: „POHaDの観点からみる神経発達症発症リスク (Das Risiko neuroentwicklungsbezogener Störungen aus Sicht von POHaD)“) beschreiben väterliches Alter als Risikofaktor für Autismus-Spektrum-Störungen und den Beitrag von Methylierung, Histonmodifikationen und nichtkodierender RNA. Osumi 2022 [s210] (Titel: „父加齢による次世代発達障害リスク:精子エピ変異への着目 (Das Risiko von Entwicklungsstörungen der nächsten Generation durch väterliches Alter: Fokus auf epigenetische Veränderungen der Spermien)“) fasst die eigene Mausarbeit zusammen: Altersbedingte Hypomethylierung der Spermien-DNA beeinflusse die Neurogenese der Nachkommen. Yokota und Oshio 2023 [s175] (Titel: „化学物質曝露により生じる雄性生殖機能障害と発生・発達毒性 (Durch Chemikalienexposition verursachte männliche Fortpflanzungsstörungen und Entwicklungstoxizität)“) ordnen Hodentoxizität (bei etwa 10 % der Arzneimittelkandidaten) als Risiko für Entwicklungstoxizität ein; Yokota 2024 [s124] (Titel: „[Development of a Novel Male Reproductive Toxicity Assessment Method to Predict Male-mediated Effects on the Next Generation]. (Entwicklung einer neuen Methode zur Beurteilung der männlichen Reproduktionstoxizität zur Vorhersage männlich vermittelter Effekte auf die nächste Generation)“) entwickelte eine Spermienfärbung mit Reactive Blue 2 und ein MRT-Verfahren zur nichtinvasiven Beurteilung männlicher Reproduktionstoxizität.

Französische Übersichten (2004 bis 2018). Die französischsprachige Literatur ist in dieser Recherche eine zeitlich abgrenzbare Gruppe; die meisten Artikel stammen aus den Jahren 2004 bis 2012. Rousseaux et al. 2004 [s426] (Titel: „[Organizing the sperm nucleus]. (Die Organisation des Spermienkerns)“) beschreiben die globale Kondensation des Kerns, die Entfernung der meisten Histone und ihren Ersatz durch spermienspezifische Proteine und verweisen auf eine „huge lack of data“, welche Information epigenetisch an die Nachkommen weitergegeben wird. Rousseaux et al. 2006 [s422] (Titel: „[Epigenetics of the sperm cell]. (Epigenetik der Samenzelle)“): Ein kleiner Anteil von Histonen bleibe im Spermienkern erhalten; diese Heterogenität könnte epigenetische Information tragen, die genaue Zusammensetzung des Spermienepigenoms sei unbekannt. Roux et al. 2004 [s427] (Titel: „[Nuclear quality of the spermatozoon: exploration tests of the chromatin of human spermatozoa (nuclear proteins)]. (Kernqualität des Spermiums: Testverfahren zur Untersuchung des Chromatins menschlicher Spermien (Kernproteine))“) stellen Testverfahren zur Chromatinqualität vor (saure Anilinblau-Färbung, Chromomycin A3, Acridinorange, SCSA, Dekondensationstests); der Anteil von Spermien mit abnormer Chromatinstruktur scheine als Prädiktor der Befruchtungsfähigkeit oder des Schwangerschaftsausgangs potenziell nützlich. Rousseaux et al. 2009 [s410] (Titel: „[Spermiogenesis: histone acetylation triggers male genome reprogramming]. (Spermiogenese: Histonacetylierung löst die Umprogrammierung des männlichen Genoms aus)“): Histone würden hyperacetyliert, entfernt und durch Übergangsproteine und Protamine ersetzt; BRDT verdichte acetyliertes Chromatin; eine homozygote Mutation wurde bei infertilen Männern gefunden. Montellier, Rousseaux und Khochbin 2012 [s393] (Titel: „[Cross-fire over the nucleosome: molecular basis of post-meiotic male haploid genome compaction]. (Kreuzfeuer um das Nukleosom: molekulare Grundlagen der postmeiotischen Verdichtung des männlichen haploiden Genoms)“): Nahezu alle Nukleosomen des männlichen Genoms würden nach der Meiose schrittweise modifiziert und destabilisiert. Rassoulzadegan et al. 2007 [s417] (Titel: „[Epigenetic heredity in mice: involvement of RNA and miRNas.]. (Epigenetische Vererbung bei der Maus: Beteiligung von RNA und miRNA)“) und Grandjean und Rassoulzadegan 2009 [s405] (Titel: „[Epigenetic inheritance of the sperm: an unexpected role of RNA]. (Epigenetische Vererbung über das Spermium: eine unerwartete Rolle der RNA)“) beschreiben RNA und miRNA als Vektoren einer epigenetischen Vererbung bei der Maus und spekulieren über eine Rolle beim Menschen. Jordan 2016 [s342] (Titel: „[Sperm as (epigenetic) carrier of obesity?]. (Das Spermium als (epigenetischer) Überträger von Adipositas?)“; Kurzkommentar): Der Nachweis spezifisch unterschiedlicher RNA und DNA-Methylierung in Spermien adipöser Personen eröffne die Möglichkeit einer epigenetischen Übertragung. Hazout et al. 2008 [s412] (Titel: „[Causes and clinical implications of sperm DNA damages]. (Ursachen und klinische Bedeutung von Spermien-DNA-Schäden)“): Spermien-DNA-Schäden seien mit schlechten Befruchtungsraten, gestörter Frühentwicklung und erhöhten Raten von Fehlgeburten, Kinderkrebs, dominanten Mutationen und aberranter Prägung (Angelman, Beckwith-Wiedemann) nach ART verbunden; als Ursachen werden Hypomethylierung, oxidativer Stress und Umweltfaktoren genannt. Mauduit et al. 2006 [s420] (Titel: „[Long-term effects of environmental endocrine disruptors on male fertility]. (Langzeitwirkungen endokriner Disruptoren aus der Umwelt auf die männliche Fertilität)“) nennen endokrine Disruptoren als Ursache des testikulären Dysgenesiesyndroms, mit intergenerationaler (epigenetischer) Übertragung als einem der Mechanismen. Lamothe, Kerlan und Christin-Maitre 2018 [s306] (Titel: „[Semen quality and fertility: the role of the environment and health]. (Spermienqualität und Fertilität: die Rolle von Umwelt und Gesundheit)“): Verschlechterung der Spermienqualität in 40 Jahren; über 35 % der männlichen Infertilität idiopathisch; Umwelteinfluss vor allem über epigenetische und hormonelle Veränderungen; transgenerationale Effekte „particularly illustrated in Drosophila and Caenorhabditis elegans“, also nicht beim Menschen. Henckel und Feil 2008 [s413] (Titel: „[Differential epigenetic marking on imprinted genes and consequences in human diseases]. (Differenzielle epigenetische Markierung geprägter Gene und Folgen für menschliche Erkrankungen)“): Prägung werde in der Keimbahn gesetzt; Störungen verursachten Wachstumssyndrome und kämen bei Krebs vor. Le Bouc et al. 2010 [s404] (Titel: „[Epigenetics, genomic imprinting and developmental disorders]. (Epigenetik, genomische Prägung und Entwicklungsstörungen)“): Beckwith-Wiedemann- und Silver-Russell-Syndrom beruhten auf abnormer 11p15-Methylierung; durch ART gezeugte Personen seien unter Patienten mit Beckwith-Wiedemann-Syndrom überrepräsentiert; die Ursache der Prägungsdefekte sei unklar. Vialard et al. 2004 [s428] (Titel: „[Genomic instability and male infertility]. (Genomische Instabilität und männliche Infertilität)“) behandeln genomische Instabilität (Chromosomenumbauten, Y-Deletionen, epigenetische Anomalien) und das Risiko für Nachkommen nach ICSI. Tremblay, Beaud und Delbès 2017 [s327] (Titel: „[Transgenerational impact of chemotherapy: Would the father exposure impact the health of future progeny?] (Transgenerationale Wirkung der Chemotherapie: Beeinflusst die Exposition des Vaters die Gesundheit der künftigen Nachkommen?)“): Chemotherapeutika beeinflussten die Geburtenrate, hätten aber keinen bedeutsamen Einfluss auf die Gesundheit der geborenen Kinder; die Veränderungen des Spermienepigenoms bei Krebsüberlebenden, auch in Remission, ließen eine mögliche transgenerationale Übertragung vermuten, die beim Menschen noch zu untersuchen sei.

Spanische Übersichten. Vasco et al. 2008 [s414] (Titel: „[Influence of the male genomic imprinting on the reproduction]. (Einfluss der männlichen genomischen Prägung auf die Fortpflanzung)“; Kolumbien): Veränderte Methylierung der Spermien-DNA während der Spermatogenese könne die Expression in fetoplazentaren Komponenten stören. Gil Villa, Cardona-Maya und Cadavid Jaramillo 2007 [s415] (Titel: „[Early embryo death: does the male factor play a role?]. (Früher Embryotod: Spielt der männliche Faktor eine Rolle?)“; Kolumbien): Epigenetische Veränderungen der Spermien (veränderte Chromatinverpackung, Prägungsfehler, Fehlen oder Veränderung des Zentrosoms, Telomerverkürzung, Fehlen von Spermien-RNA) könnten zu frühen Embryoverlusten beitragen. Valenzuela 2005 [s425] (Titel: „[The risk of congenital malformations and genomic imprinting defects in assisted reproductive technologies and nuclear transfer cloning]. (Das Risiko angeborener Fehlbildungen und genomischer Prägungsdefekte bei assistierten Reproduktionstechniken und Kerntransfer-Klonen)“; Chile): IVF und ICSI seien mit höherem Risiko angeborener Fehlbildungen und Prägungsfehlern verbunden; mögliche Ursachen seien die Grunderkrankung, ein direkter Effekt der Technik, die fehlende Passage durch den Eileiter oder evolutionäre Aspekte. Alle spanischsprachigen Übersichten sind ohne Zahlen und von niedrigerer Evidenzstärke als die englischsprachigen Metaanalysen.

Weitere Übersichten zu Umwelt, Ernährung und Stress

Xu et al. 2021: Epigenetische Mechanismen väterlichen Stresses [s235] (China, Suzhou) nennen Histone, DNA-Methylierung und nichtkodierende RNA. Wu D et al. 2024 [s120] (China, Nantong; Archives of Toxicology) betonen, es sei unklar, wie vorfahrenbezogene Information als epigenetischer Code für die Keimbahnübertragung gespeichert und in Phänotypen entschlüsselt werde; Wu X et al. 2024 [s121] (China, Fuzhou) fassen väterliche Expositionen vor der Zeugung und ihre epigenetische Wirkung zusammen. Li X et al. 2022 [s190] behandeln die väterliche transgenerationale Ernährungsepigenetik bei Nutztieren, Pozovnikova et al. 2024 [s114] die Rolle der miRNA bei der Reproduktion des Hahns. Raad et al. 2017 [s324] (Libanon) fassen väterliche Adipositas zusammen: Hormonveränderungen, oxidativer Stress, DNA-Fragmentierung und epigenetische Veränderungen (DNA-Methylierung, Chromatinmodifikationen, kleine RNA) der Spermien; die Folgen für die Nachkommen seien schlecht verstanden. Udagawa 2016 [s352] (Titel: „精子ヒストンのメチル化かく乱が継世代的に子孫の健康に悪影響を及ぼす (Gestörte Histonmethylierung der Spermien wirkt sich über Generationen negativ auf die Gesundheit der Nachkommen aus)“) kommentiert für ein japanisches Fachpublikum die Science-Arbeit von Siklenka und Kollegen: Im Spermium bleiben etwa 1 % der Histone (Maus) bzw. 15 % (Mensch) erhalten.

Einordnung der Übersichtsliteratur insgesamt

Drei Befunde ziehen sich durch die Übersichten. Erstens ist das Spermium ein Träger mehrerer epigenetischer Schichten, und ihre Beschreibung ist methodisch gut etabliert. Zweitens sind die Aussagen zur Weitergabe auf Kinder in fast allen Übersichten mit Vorbehalten versehen („unclear“, „largely unknown“, „under hot debate“, „only now beginning to be unraveled“). Drittens sind die quantitativen Zusammenfassungen selten und in ihren Aussagen schmal: Die Metaanalysen betreffen die Methylierung weniger geprägter Gene [s325, s139], das Risiko seltener Prägungssyndrome nach ART [s375, s300] und die Phthalatmethylierung [s111]; die Qualitätsbewertungen kommen für Humanstudien zu einem eher kritischen Bild [s243, s78]. Eine Metaanalyse zur Spermien-RNA oder zu Histonmodifikationen fanden die Recherchen nicht.

Alle Kapitel und Anhänge (29)
  1. Das Wichtigste in Kürze
  2. Aufbau und Methodik dieser Studie
  3. Hintergrund
  4. Metaanalysen mit gepoolten Effektschätzern bis Leitlinien
  5. Erzählende Übersichten
  6. Methylierung geprägter Gene und männliche Infertilität bis Alter des Vaters
  7. Adipositas, Diabetes, Bewegung und Ernährung bis Autismus-Spektrum-Störung und väterliche Spermienmethylierung
  8. Spermien-RNA, Samenplasma und Hodengewebe beim Menschen bis Gesamteinordnung der Beobachtungsstudien
  9. Lesehinweis und Evidenzrahmen bis Systematische Übersichten und Metaanalysen
  10. Humanstudien zur Spermien-DNA-Methylierung
  11. Humanstudien zu Spermien-RNA bis Humanstudien zu Nachkommen und Mehrgenerationenmustern
  12. Tierversuche und Reichweite und Lücken der Studienlage
  13. Mechanismen und biologische Plausibilität
  14. Dosis-Wirkung, Subgruppen und Reversibilität
  15. Englisch bis Koreanisch
  16. Russisch bis Türkisch
  17. Widersprüche und ihre mögliche Erklärung
  18. Limitationen der Evidenz
  19. Offene Forschungsfragen
  20. Praktische Einordnung
  21. Glossar
  22. Quellenverzeichnis (Teil 1 von 3)
  23. Quellenverzeichnis (Teil 2 von 3)
  24. Quellenverzeichnis (Teil 3 von 3)
  25. Diagramme
  26. Quellen s01–s142
  27. Quellen s143–s285
  28. Quellen s286–s430
  29. Prüfprotokoll der Quellenkontrolle