elemeket

absztrakt

Az elhízott népesség világszerte járványos helyzetbe került, különösen a városi területeken. Az elhízás prevalenciája mindkét nemnél és a lakosság minden korcsoportjában megnőtt. 2014-ben azonban az elhízott nők, köztük a fogamzóképes korú nők száma az Egészségügyi Világszervezet (WHO) minden régiójában meghaladta a férfiak számát 1. A nők terhesség alatti elhízása nagy problémát jelent, mivel a rágcsálókon és az emberen végzett vizsgálatok azt sugallják, hogy az elhízásnak a méhen belül és a korai posztnatális utáni expozíciónak hosszú távú hatása lehet a „programozásnak” 2. .

Az elhízás számos anyagcserezavarral, például inzulinrezisztenciával és 2-es típusú 3, 4 típusú cukorbetegséggel jár. A jelenlegi elhízás mellett, amely nagy hatással van anyagcsere-egészségünkre, egyre több bizonyíték áll rendelkezésre arra vonatkozóan, hogy a terhesség alatti elhízásnak nemcsak az anya és újszülöttje azonnali negatív következményekkel jár, hanem hosszú távon káros egészségügyi következményekkel jár a gyermek számára., beleértve a 2-es típusú cukorbetegség fokozott kockázatát. Emberben a méhen belüli környezet fontosságának egyik legerősebb bizonyítéka a terhességi testvérek tanulmányából származik, amelyek az anyában a bariatrikus műtét előtt és után következtek be. A szerzők megállapították, hogy az anyai bariatrikus műtét (és az azt követő súlycsökkenés) után született csecsemők karcsúbbak, érzékenyebbek az inzulinra és alacsonyabbak a vérnyomásuk, mint az anyai műtét előtt született testvéreikkel 6. Az anyák elhízásának hasonló hatásait figyelték meg az állatkísérletek során, amelyek azt mutatják, hogy az anyáknak a terhesség és a szoptatás alatt egészségtelen ételek miatt táplálkozó étrendjük utóda volt, amelyben a sós, édes és zsíros ételeket részesítették előnyben 7. Úgy gondolják, hogy ezek a programozási hatások nem genetikai ("epigenetikus") mechanizmusok révén jelentkeznek.

Az epigenetikát a génexpresszió környezeti hatásaként definiálják, amely megváltoztathatja a sejtfenotípust a 8. génszekvencia módosításaitól függetlenül. A fő epigenetikus mechanizmusok/tényezők közé tartozik a DNS-metiláció, a hiszton-módosítások és a kicsi, nem kódoló RNS-molekulák (például miRNS-ek), amelyek önmagukban vagy kombinációban hatva befolyásolhatják a 9. gén expresszióját. A miRNS-ek kulcsfontosságú szerepet játszanak számtalan biológiai funkció 10, ideértve a lipid/glükóz homeosztázist 11, 12 szabályozásában, és hatásukat közvetítik a 13 génexpresszió utólagos transzkripciós szabályozásával. .

Kimutatták, hogy az inzulin szignálfehérje zsírszöveti expressziójának csökkenése az egyik mechanizmus, amellyel az anyai elhízás a 2-es típusú diabetes mellitus (T2DM) fokozott kockázatához vezet az utódokban 14. A magas zsírtartalmú, magas zsírtartalmú étrendet fogyasztó anyák utódainak egerei 8 hetes korukban terhességi rezisztenciát mutattak, amikor alacsony zsírtartalmú étrendről választották el őket, és gyengék voltak. Ezt összefüggésbe hozták a zsírszövet IRS-1 fehérjék csökkent szintjével és a miR-126 expressziójának párhuzamos növekedésével, egy miRNS-sel, amely közvetlenül szabályozza az Irs1 mRNS transzlációját a 3'-nem-transzlált régióhoz való kötődés révén. Fontos, hogy ezek az IRS-1-re és miR-126-ra programozott hatások sejt autonómak voltak, és in vitro differenciált programozott állatok pre-adipocitáiban konzerválódtak. .

Köztudott, hogy a magas zsírtartalmú/egyszerű cukortartalmú étrend fogyasztása hozzájárul az inzulinrezisztenciához és a 2-es típusú cukorbetegség patogeneziséhez 15, 16. A legtöbb helyzetben azok az egyének, akik a magzati élet során obesogén étrendnek voltak kitéve, a posztnatális élet során elhízásos környezetnek lesznek kitéve. A tanulmány célja ezért annak meghatározása volt, hogy az obesogén étrenden lévő kölykök felnevelése eltúlozza-e az anyai étrend által kiváltott elhízás hatásait az inzulinjelző fehérje expressziójára a zsírszövetben, és ha igen, ha az elhízás különböző molekuláris utakon közvetíti hatásait különböző időpontokban.

mód

Állatok és élelmiszerek

Ezt a vizsgálatot a Cambridge-i Egyetem Állatvédelmi Bizottsága és az Etikai Felülvizsgálati Testület hagyta jóvá, és az 1986-os Animal Procedures Act alapján hajtották végre. Az anyák táplálkozási elhízásának megállapított egérmodelljében 17 alkalmazták, ahol a nőstény C57BL/6 J egereket ad libitum táplálták. vagy szokásos étrenddel (RM1) (

7% egyszerű cukor, 3% zsír, 50% poliszacharid, 15% fehérje [w/w]) Vagy félszintetikus, energiatartalmú, magas ízű étel. obesogén étrend (

10% egyszerű cukor, 20% állati zsír, 28% poliszacharid, 23% fehérje (w/w)) édesített sűrített tejjel kiegészítve (

étrend

Az utódokat anyai és elválasztás utáni étrendről nevezték el. Az első betű az anyai étrendet képviseli (Chow standard vagy elhízott) terhesség és szoptatás alatt. A második levél az elválasztási étrendet jelenti. Az összes bemutatott eredmény a nyolchetes kölykök anyagcsere-profiljához kapcsolódik.

Teljes méretű kép

Adipocita mérete

Az epididymális zsírszövetet formalinban rögzítettük, feldolgoztuk (VIP6, Sakula, USA), paraffinba ágyazva, 5 μm-es metszetekre vágtuk és hematoxilin-eozinnal festettük. Állatonként egy tárgylemezt készítettünk, és tízszeres nagyítást alkalmaztunk az adipocita átmérőjének számszerűsítésére. Minden egyes diához öt véletlenszerűen kiválasztott látómezőt vettünk fel különböző területekről, és a kapott adipocita méretet kiszámítottuk az AxioVision szoftver 4.8 verziójával (Zeiss, Németország).

Lipidtartalom

Az epididymális zsír lipidtartalmát a Folch-teszt 18 segítségével határoztuk meg. Röviden, az epididymális zsírmintákat 2: 1 kloroform: metanol arányban homogenizáltuk. Az elválasztott lipidfázist centrifugálás után eltávolítottuk, és a lipidek tömegét meghatároztuk, miután az oldószert egy éjszakán át lepároltuk.

mikroRNS expresszió

A teljes RNS-t extraháltuk epididimális zsírmintákból a fent leírtak szerint, a Direct-zol-RNS MiniPrep Plus kit (Zymo Research, USA) segítségével. A miRNA-miR-27b, miR-29a, miR-126, miR-128 és miR-145, hsa-miR-27b tesztkészletek esetében: 000409, hsa-miR-29a teszt azonosító: 002112, hsa-miR-126 teszt azonosító: 002228, hsa-miR-128a assay ID: 002216 és hsa-miR-145 assay ID: 002278 (Applied Biosystems, UK). Standard görbéket állítottunk elő összegyűjtött cDNS-minták soros hígításával, és a mikroRNS expresszióját U6 snRNS-re normalizáltuk (Assay ID: 001973, Applied Biosystems, UK), amelyek nem mutattak különbségeket a csoportok között.

Gén expresszió

Kvantitatív RT-PCR-t használtunk az Irs1 mRNS relatív expressziós szintjének meghatározására [a ref. 14]. Gliceraldehid-3-foszfát-dehidrogenázt (GAPDH) használtak háztartási génként, mert expressziója stabil volt a csoportok között. Az expresszió változását az összehasonlítási ciklus módszerével mértük. A teljes RNS-koncentrációt és tisztaságot spektrofotometriásan értékeltük NanoDrop ND-1000 (Thermo Fisher Scientific) alkalmazásával. A mintákat kétszer elemeztük.

Western blot

Ezt az eljárást a fent leírtak szerint hajtottuk végre. Mindegyik membránt egy éjszakán át inkubáltuk a megfelelő primer antitesttel [IRS-1 és a foszfatidil-inozitol-4,5-biszfoszfát-3-kináz p85 (PI3Kp85a) alfa-alegységével (Upstate Biotechnology, Millipore, Lake Placid, USA), foszfatidil-inozit-4-vel, 5- biszfoszfát 3-kináz p110 béta alegység (PI3Kp110p), protein kináz B1 (AKT1), protein kináz B2 (AKT2), ​​citokin jelző fehérje 1 (SOCS1) szuppresszor és citokin jelző fehérje 3 (SOCS3) szuppresszor (sejtjelzés, UK) és a béta inzulin receptor (IRp), a protein kináz C-áz (PKC receptor) és a 4. típusú glükóz transzporter receptor (GLUT4) (Santa Cruz Biotechnology, Németország)]. TBS/T oldattal (1x TBS, 0,05% Tween 20) való mosás után a membránokat torma-peroxidázzal konjugált nyúl- vagy egérellenes antitesttel inkubáltuk (Jackson Immuno Research, Egyesült Királyság). Az antitestkötést egy Super Signal West Pico kemilumineszcens szubsztrát (Thermo Scientific, Egyesült Királyság) alkalmazásával detektáltuk ImageQuantTM LAS 4000 géppel, és az ImageQuantTM LAS 4000 szoftver (GE Healthcare, Egyesült Királyság) segítségével számszerűsítettük. Coomassie Blue festést használtunk azonos terhelés igazolására, és minden membránon blottoltunk GAPDH antitestet (Santa Cruz Biotechnology, Németország), hogy ugyanazt a terhelést tovább erősítsük.

Statisztikai analízis

Az adatokat alomról egy hímről elemeztük, így az "n" jelzi a csoportonkénti almok számát. Az összes adatot kétutas ANOVA-val elemeztük, anyai étrenddel és utóddiétával (elválasztási étrend) független változóként. Bonferroni post-hoc analízist alkalmaztunk az összehasonlításhoz, és ahol a P értékeket megadtuk, az α szintet

( a ) Testsúly, ( b ) abszolút és ( c ) a mellékvese relatív zsírtömegét, amelyet a teljes testtömegre normalizáltunk. A sávok az átlag ± SEM értékét jelentik (n = 6). Az étrendi étrend hatása *** o

Reprezentatív szövettani képek a. a ) CC, OC, CO és OO leszármazottak. A skála 100 μm. ( b ) Sejtcsoportok frekvenciaeloszlása ​​és ( c ) Az adipocitaátmérő (n = 5) az anyai étrend hatását mutatja **** o

( a ) A fehérje expressziójának reprezentatív mintája. ( b ) IR-béta, ( c ) IRS-1, ( d ) PI3Kp110-béta, ( e ) PI3Kp85, ( f ) AKT1, ( g ) AKT2, ( h ) PKC zeta a ( én ) GLUT4 fehérjék eWAT 8 hetes hím utódokban. Az IR-béta, az IRS-1, a PI3Kp110, a PI3Kp85 és az AKT1 az anyai étrend hatását mutatja *** p 14 és az IRS-1 a miRNS validált célpontja, értékeltük a 126. mikroRNS-t.

( a ) Az Irs1 mRNS szintjét gapdh gén expresszióval normalizálták, de különbséget nem találtak (n = 6). MiRNS ( b miR-126, ( c miR-27b, ( d miR-29a, ( e miR-128 a ( f ) miR-145-et normalizáltuk U6 snRNS expresszióval (n = 6-8). Az adatokat átlag ± SEM formában mutatjuk be. Az anyai étrend hatása ** 19. o. Ezért megvizsgáltuk az anyai és a leválasztás utáni obesogén étrend hatásait ennek a lebomlási útnak az összetevőire, a SOCS1 és SOCS3 20, 21. Az elválasztás után obesogén étrendnek kitett utódok (p

Ebben a tanulmányban bebizonyítottuk, hogy az elválasztást követő elhízott étrend szintén csökkentette ugyanezen inzulinszignál fehérjék expresszióját. Az anyai elhízás és az elválasztott elhízási étrend hatásai additívek voltak, így az obesogén étrendnek kitett állatok mindkét életszakaszban ezen inzulinszignál fehérjék expressziójának legalacsonyabb szintjét mutatták. A legnagyobb kombinált hatást az IRS-1 fehérjére figyelték meg, amely 60% -os csökkenést mutatott ezekben az állatokban a kontroll étrendtől elválasztott kontroll anyák utódaihoz képest. Az IRS-1 csökkent expressziója a zsírszövetben ismert módon csökkenti a PI3K/AKT útvonalakon átmenő inzulin szignál jelátviteli utat, ami az inzulinnal stimulált glükózfelvétel csökkenését okozza 27. Az anyai elhízás és a jelenlegi obesogén étrend együttes hatása tehát valószínűleg növeli a glükóz intolerancia kockázatát. Érdekes, hogy sem az anyák elhízása, sem az elválasztást követő elhízási étrend nem befolyásolta az Irs1 mRNS szintjét. Ezek a megállapítások azt sugallják, hogy az IRS-1 fehérje modulációjának hátterében álló mechanizmusok a poszt-transzkripciós szinten jelentkeznek, ami magában foglalhatja a szintézis és/vagy lebomlás módjának megváltozását.

További részletek

Hogyan idézhetem ezt a cikket: Faria, JA és mtsai. Az elválasztott elhízási étrend rontja az anyai elhízás káros hatásait a zsírszövetben az inzulinjelzés utódaira. Sci. ismétlés. 7, 44949; doi: 10.1038/srep44949 (2017).

Kiadói megjegyzés: A Springer Nature semleges marad a közzétett térképek és az intézményi kapcsolatok joghatósági állításai tekintetében.

További információ

PDF fájlok

További információ

Hozzászólások

Megjegyzés beküldésével vállalja, hogy betartja Általános Szerződési Feltételeinket és közösségi irányelveinket. Ha ezt sértő cselekedetnek találja, amely nem felel meg feltételeinknek vagy irányelveinknek, kérjük, jelölje meg nem megfelelőnek.