елементи

абстрактно

Затлъстелото население е достигнало епидемична ситуация по целия свят, особено в градските райони. Разпространението на затлъстяването се е увеличило и при двата пола, и при всички възрастови групи от населението. През 2014 г. обаче броят на затлъстелите жени, включително жените в детеродна възраст, надвишава броя на мъжете във всички региони на Световната здравна организация (СЗО) 1. Затлъстяването при жени по време на бременност е основен проблем, тъй като проучванията при гризачи и хора предполагат, че вътреутробното и ранното постнатално излагане на затлъстяване може да има дългосрочни ефекти от „програмирането“ 2. .

Затлъстяването е свързано с няколко метаболитни нарушения, като инсулинова резистентност и диабет тип 2 3, 4. В допълнение към сегашното затлъстяване, което има голямо влияние върху метаболитното ни здраве, има все повече доказателства, че затлъстяването по време на бременност има не само негативни последици за майката и нейното новородено, но също така причинява дългосрочни вредни последици за здравето на детето, включително повишен риск от диабет тип 2. При хората някои от най-силните доказателства за важността на вътрематочната среда идват от проучване на братя и сестри по време на бременност, настъпили преди и след бариатрична операция при майката. Авторите установяват, че бебетата, родени след бариатрична операция на майката (и последваща загуба на тегло), са по-тънки, по-чувствителни към инсулин и имат по-ниско кръвно налягане в сравнение с техните братя и сестри, родени преди операция на майката 6. Подобни ефекти от затлъстяването при майки са наблюдавани в проучвания върху животни, които показват, че майките, хранени с диети поради нездравословни храни по време на бременност и кърмене, са имали потомство, при което солените, сладки и мазни храни са били предпочитани 7. Смята се, че тези програмни ефекти се проявяват чрез негенетични („епигенетични“) механизми.

Епигенетиката се определя като въздействие върху околната среда на генната експресия, което може да промени клетъчния фенотип независимо от модификациите в генната последователност 8. Основните епигенетични механизми/фактори включват ДНК метилиране, хистонови модификации и малки некодиращи РНК молекули (като miRNAs), които могат да действат самостоятелно или в комбинация, за да повлияят експресията на ген 9. miRNAs играят решаваща роля в контрола на безброй биологични функции 10, включително липидна/глюкозна хомеостаза 11, 12 и медиират техните ефекти чрез пост-транскрипционно регулиране на генната експресия 13 .

Доказано е, че намаляването на експресията на мастна тъкан на инсулиновия сигнален протеин е един от механизмите, чрез които майчиното затлъстяване води до повишен риск от захарен диабет тип 2 (T2DM) при потомството 14. Мишките от потомството на майки, хранени с диета с високо съдържание на мазнини и мазнини, развиват устойчивост на бременност на 8-седмична възраст, когато се отбиват на диета с ниско съдържание на мазнини и са лоши. Това е свързано с намалени нива на IRS-1 протеини на мастната тъкан и паралелно увеличаване на експресията на miR-126, miRNA, която директно регулира транслацията на Irs1 mRNA чрез свързване към 3'-нетранслирания регион. Важно е, че тези програмирани ефекти върху IRS-1 и miR-126 са клетъчно автономни и се запазват в преадипоцити от програмирани животни, които се диференцират in vitro. .

Добре известно е, че консумирането на диета с високо съдържание на мазнини/проста захар като такава допринася за инсулиновата резистентност и патогенезата на диабет тип 2 15, 16. В повечето ситуации хората, които са били изложени на обезогенна диета по време на живота на плода, ще бъдат изложени на затлъстяла среда по време на постнаталния живот. Следователно целта на това проучване беше да се определи дали отглеждането на малки на затлъстяваща диета преувеличава ефекта от индуцираното от майката затлъстяване върху експресията на инсулиновия сигнален протеин в мастната тъкан и ако е така, ако затлъстяването медиира своите ефекти чрез различни молекулярни пътища по различно време.

методи

Животни и храна

Това проучване е одобрено от Университета на Кеймбридж за хуманно отношение към животните и Етичния комитет за преглед и е проведено съгласно Закона за процедурите по животните от 1986 г. То е използвано в утвърден миши модел на майчино затлъстяване 17, където женски мишки C57BL/6 J са хранени ad libitum или чрез стандартна диета (RM1) (

7% прости захари, 3% мазнини, 50% полизахарид, 15% протеин [тегло/тегло]) Или полусинтетична богата на вкус храна с висок вкус. обезогенна диета (

10% прости захари, 20% животинска свинска мас, 28% полизахарид, 23% протеин [тегло/тегло]), допълнено с подсладено кондензирано мляко (

диета

Потомството е кръстено на майчината и диета след отбиване. Първата буква представлява майчината диета (стандарт на Чоу или със затлъстяване) по време на бременност и кърмене. Вторият лист представлява диетата за отбиване. Всички представени резултати са свързани с метаболитния профил, открит при осемседмични малки.

Изображение в пълен размер

Размер на адипоцитите

Епидидималната мастна тъкан се фиксира във формалин, обработва се (VIP6, Sakula, САЩ), вгражда се в парафин, нарязва се на 5 μm участъци и се оцветява с хематоксилин-еозин. За всяко животно се приготвя по едно стъкло и се използва 10-кратно увеличение за количествено определяне на диаметъра на адипоцитите. За всеки слайд бяха взети пет произволно избрани зрителни полета от различни области и полученият размер на адипоцитите беше изчислен с помощта на софтуера AxioVision версия 4.8 (Zeiss, Германия).

Съдържание на липиди

Съдържанието на липиди в епидидималната мазнина се определя с помощта на теста на Folch 18. Накратко, пробите от епидидимални мазнини се хомогенизират в съотношение 2: 1 хлороформ: метанол. Отделената липидна фаза се отстранява след центрофугиране и теглото на липидите се определя количествено след отстраняване на разтворителя за една нощ чрез изпаряване.

експресия на микроРНК

Обща РНК се извлича от проби от епидидимална мазнина, както е описано по-горе, като се използва комплект Direct-zol-RNA MiniPrep Plus (Zymo Research, САЩ). За miRNA-miR-27b, miR-29a, miR-126, miR-128 и miR-145, hsa-miR-27b тестови комплекти: 000409, hsa-miR-29a тест ID: 002112, hsa-miR-126 тест ID: 002228, hsa-miR-128a Анализ ID: 002216 и hsa-miR-145 Анализ ID: 002278 (Applied Biosystems, UK). Стандартните криви бяха генерирани с използване на серийни разреждания на обединени cDNA проби и експресията на микроРНК беше нормализирана до U6 snRNA (Анализ ID: 001973, Applied Biosystems, UK), което не показа разлики между групите.

Генната експресия

Използвана е количествена RT-PCR за определяне на относителните нива на експресия на Irs1 mRNA [както е описано в реф. 14]. Глицералдехид-3-фосфатдехидрогеназата (GAPDH) се използва като битов ген, тъй като експресията му е стабилна между групите. Промените в експресията бяха измерени по метода на цикъла на сравнение. Общата концентрация на РНК и чистотата се определят спектрофотометрично, като се използва NanoDrop ND-1000 (Thermo Fisher Scientific). Пробите бяха анализирани два пъти.

Уестърн петно

Тази процедура беше извършена, както е описано по-горе. Всяка мембрана се инкубира през нощта с подходящото първично антитяло [IRS-1 и алфа-субединицата на фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфат 3-киназа p85 (PI3Kp85a) (Upstate Biotechnology, Millipore, Lake Placid, USA), фосфатидилинозитол-4, 5- бисфосфатна 3-киназа p110 бета субединица (PI3Kp110p), протеин киназа B1 (AKT1), протеин киназа B2 (AKT2), ​​супресор на цитокин сигнализиращ протеин 1 (SOCS1) и супресор на цитокин сигнализиращ протеин 3 (SOCS3) Великобритания) и инсулинов бета рецептор (IRp), протеин киназа C-áz (PKC рецептор) и глюкозен транспортер тип 4 рецептор (GLUT4) (Santa Cruz Biotechnology, Германия)]. След измиване с разтвор на TBS/T (1 X TBS, 0,05% Tween 20), мембраните се инкубират с конюгирано анти-заешко или анти-мишо антитяло, конюгирано с хрян пероксидаза (Jackson Immuno Research, UK). Свързването на антитела беше открито с помощта на хемилуминесцентен субстрат Super Signal West Pico (Thermo Scientific, Великобритания) с машина ImageQuant ™ LAS 4000 и количествено определена с помощта на софтуера ImageQuant ™ LAS 4000 (GE Healthcare, UK). Оцветяването Coomassie Blue беше използвано за потвърждаване на същия товар и GAPDH антитяло (Santa Cruz Biotechnology, Германия) попива върху всяка мембрана за допълнително потвърждаване на същия товар.

Статистически анализ

Данните бяха анализирани от един мъж на котило, така че "n" показва броя на котилата на група. Всички данни са анализирани чрез двупосочен ANOVA с диета на майката и диета на потомството (диета за отбиване) като независими променливи. За сравнение е използван post-hoc анализ на Bonferroni и където са дадени стойности на Р, нива на α

( а ) Телесно тегло, ( б ) абсолютна и ( ° С ) относителната мастна маса на епидидима, която е нормализирана до общото телесно тегло. Баровете представляват средна стойност ± SEM (n = 6). Влияние на диетичната диета *** стр

Представителни хистологични изображения за. а ) CC, OC, CO и OO потомци. Скалата е 100 μm. ( б ) Честотно разпределение на клетъчните групи и ( ° С ) Диаметърът на адипоцитите (n = 5) показва ефекта от майчината диета **** p

( а ) Представителен модел на експресия на протеини. ( б ) IR-бета, ( ° С ) IRS-1, ( д ) PI3Kp110-бета, ( д ) PI3Kp85, ( е ) AKT1, ( ж ) AKT2, ( з ) PKC zeta a ( i ) GLUT4 протеини в eWAT 8 седмично мъжко потомство. IR-beta, IRS-1, PI3Kp110, PI3Kp85 и AKT1 показват ефекта от майчината диета *** p 14 и IRS-1 е валидирана цел на тази miRNA, беше оценена microRNA 126. Затлъстяването на майката (p

( а ) Irs1 нивата на иРНК се нормализират чрез експресия на ген на gapdh, но не се открива разлика (n = 6). MiRNA ( б ) miR-126, ( ° С ) miR-27b, ( д ) miR-29a, ( д ) miR-128 a ( е ) miR-145 бяха нормализирани чрез експресия на U6 snRNA (n = 6-8). Данните са представени като средно ± SEM. Ефект от майчината диета ** стр. 19. Следователно ние изследвахме ефектите от обезогенната диета при майките и след отбиването върху компонентите на този път на разграждане, SOCS1 и SOCS3 20, 21. Потомци, изложени на обезогенна диета след отбиване (стр

В това проучване демонстрирахме, че диетата със затлъстяване след отбиване също намалява експресията на същите инсулинови сигнализиращи протеини. Ефектите от майчиното затлъстяване и диетата за отслабено отслабване са адитивни, така че животните, изложени на обезогенна диета през двата етапа от живота, показват най-ниските нива на експресия на тези инсулинови сигнализиращи протеини. Най-големият комбиниран ефект се наблюдава върху IRS-1 протеин, който показва 60% намаление при тези животни в сравнение с потомството на контролни майки, отбити от контролна диета. Известно е, че намалената експресия на IRS-1 в мастната тъкан намалява сигналния път на инсулина надолу по веригата през PI3K/AKT пътищата, причинявайки намаляване на стимулираното от инсулин усвояване на глюкоза 27. Следователно, комбинираният ефект на майчиното затлъстяване и настоящата обезогенна диета вероятно ще увеличи риска от непоносимост към глюкоза. Интересното е, че нито затлъстяването при майката, нито диетата при затлъстяване след отбиване не повлияват нивата на Irs1 mRNA. Тези открития предполагат, че механизмите, лежащи в основата на модулацията на IRS-1 протеина, се появяват на пост-транскрипционно ниво, което може да включва промени в режимите на синтез и/или разграждане.

Повече информация

Как да цитирам тази статия: Faria, JA et al. Диетата със затлъстяване след отслабване влошава вредните ефекти на затлъстяването при майките върху потомството на инсулиновата сигнализация в мастната тъкан. Sci. Представител. 7, 44949; doi: 10.1038/srep44949 (2017).

Забележка на издателя: Springer Nature остава неутрален по отношение на юрисдикционните претенции на публикувани карти и институционални взаимоотношения.

Допълнителна информация

PDF файлове

Допълнителна информация

Коментари

Изпращайки коментар, вие се съгласявате да спазвате нашите Общи условия и насоки на общността. Ако смятате, че това е обидно действие, което не отговаря на нашите условия или насоки, моля, сигнализирайте за неподходящо.