предметів
реферат
Населення ожиріння склало епідемічну ситуацію в усьому світі, особливо в міських районах. Поширеність ожиріння зросла у обох статей та у всіх вікових групах населення. Однак у 2014 році кількість повних жінок, включаючи жінок дітородного віку, перевищила кількість чоловіків у всіх регіонах Світової організації охорони здоров'я (ВООЗ) 1. Ожиріння у жінок під час вагітності є основною проблемою, оскільки дослідження на гризунах та людях свідчать про те, що внутрішньоутробне та раннє постнатальне вплив ожиріння може мати довгострокові наслідки "програмування" 2. .
Ожиріння пов'язане з кількома порушеннями обміну речовин, такими як резистентність до інсуліну та діабет 2 типу 3, 4. На додаток до нинішнього ожиріння, яке має значний вплив на наше метаболічне здоров’я, з’являється все більше доказів того, що ожиріння під час вагітності має не тільки негативні негативні наслідки для матері та її новонародженого, але й спричинює довгострокові шкідливі наслідки для здоров’я дитини, включаючи підвищений ризик діабету 2 типу. У людей одне з найбільш вагомих доказів важливості внутрішньоутробного середовища випливає з дослідження вагітності та побратимів, яке відбулося до і після баріатричної операції у матері. Автори виявили, що діти, народжені після баріатричної операції матері (та подальшої втрати ваги), були більш худими, більш чутливими до інсуліну та мали нижчий артеріальний тиск у порівнянні з їхніми братами та сестрами, народженими до материнської операції 6. Подібні наслідки ожиріння матері спостерігалися в дослідженнях на тваринах, які показують, що матері, які годували дієту через нездорову їжу під час вагітності та лактації, мали потомство, в якому перевагу віддавали соленій, солодкій та жирній їжі 7. Вважається, що ці ефекти програмування відбуваються через негенетичні ("епігенетичні") механізми.
Епігенетика визначається як вплив генної експресії на навколишнє середовище, яке може змінити фенотип клітини незалежно від модифікацій у послідовності генів 8. Основні епігенетичні механізми/фактори включають метилювання ДНК, модифікації гістонів та невеликі некодуючі молекули РНК (такі як miРНК), які можуть діяти окремо або в комбінації, впливаючи на експресію гена 9. miRNAs відіграють вирішальну роль у контролі незліченних біологічних функцій 10, включаючи гомеостаз ліпідів/глюкози 11, 12, та опосередковують їх вплив за допомогою посттранскрипційної регуляції експресії генів 13 .
Показано, що зниження експресії жирової тканини сигнального білка інсуліну є одним із механізмів, за допомогою якого ожиріння матері призводить до підвищеного ризику розвитку цукрового діабету 2 типу (T2DM) у нащадків 14. Миші з нащадків матерів, які харчувались жирною дієтою з високим вмістом жиру, розвивали стійкість до вагітності у віці 8 тижнів, коли відучувались на дієті з низьким вмістом жиру і були бідними. Це було пов'язано зі зниженням рівня білків IRS-1 жирової тканини та паралельним збільшенням експресії miR-126, miRNA, яка безпосередньо регулює трансляцію Irs1 mRNA через зв'язування з 3'-нетранслируемой областю. Важливо, що ці запрограмовані ефекти на IRS-1 та miR-126 були клітинними автономними і зберігались у преадипоцитах від запрограмованих тварин, які диференціювались in vitro. .
Загальновідомо, що споживання дієти з високим вмістом жиру/простого цукру сприяє резистентності до інсуліну та патогенезу діабету 2 типу 15, 16. У більшості ситуацій люди, які піддавалися дієзогенній дієті протягом внутрішньоутробного життя, будуть піддаватися впливу ожиріння під час постнатального життя. Таким чином, метою цього дослідження було визначити, чи не перебільшує виховання цуценят на обезогенній дієті ефекти ожиріння, викликаного материнською дієтою, на експресію білка, що передає сигнали інсуліну, в жировій тканині, і якщо так, то якщо ожиріння опосередковує його ефекти різними молекулярними шляхами в різний час.
методи
Тварини та їжа
Це дослідження було схвалено Кембриджським університетом добробуту тварин та Комісією з етичного огляду і було проведено відповідно до Закону про процедури тварин. Це було використано у встановленій мишачій моделі ожиріння матері 17, де самок мишей C57BL/6 J годували ad libitum або за стандартною дієтою (RM1) (
7% простих цукрів, 3% жиру, 50% полісахариду, 15% білка [в/в]) Або напівсинтетична, багата енергією смачна їжа. обезогенна дієта (
10% простих цукрів, 20% свинячого сала, 28% полісахаридів, 23% білка [в/в]) з додаванням підсолодженого згущеного молока (
Нащадки були названі відповідно до материнської та дієти після відлучення. Перша буква представляє материнську дієту (стандарт Чоу або ожиріння) під час вагітності та лактації. Другий лист представляє дієту для відлучення. Усі представлені результати пов'язані з метаболічним профілем, виявленим у восьмитижневих цуценят.
Повнорозмірне зображення
Розмір адипоцитів
Жирову тканину придатків фіксували у формаліні, обробляли (VIP6, Sakula, США), вкладали у парафін, розрізали на ділянки 5 мкм і фарбували гематоксилін-еозином. Для кожної тварини готували одне предметне скло, і для кількісного визначення діаметра адипоцитів використовували 10-кратне збільшення. Для кожного слайда було знято п’ять випадково вибраних полів зору з різних областей, і отриманий розмір адипоцитів розраховували за допомогою програмного забезпечення AxioVision версії 4.8 (Zeiss, Німеччина).
Вміст ліпідів
Вміст ліпідів у епідидимальному жирі визначали за допомогою тесту Фольча 18. Коротко, зразки жиру епідидиму гомогенізували у співвідношенні хлороформ: метанол 2: 1. Відокремлену ліпідну фазу видаляли після центрифугування, а кількість ліпідів визначали кількісно після видалення розчинника протягом ночі випаровуванням.
експресія мікроРНК
Загальну РНК виділяли із зразків жиру епідидиму, як описано вище, за допомогою набору Direct-zol-RNA MiniPrep Plus (Zymo Research, США). Для тестових наборів miRNA-miR-27b, miR-29a, miR-126, miR-128 та miR-145, тестові набори hsa-miR-27b: 000409, ідентифікатор тесту hsa-miR-29a: 002112, ідентифікатор тесту hsa-miR-126: 002228, hsa-miR-128a ID аналізу: 002216 та hsa-miR-145 Test ID: 002278 (Applied Biosystems, Великобританія). Стандартні криві були сформовані з використанням послідовних розведень об'єднаних зразків кДНК, і експресія мікроРНК нормалізувалась до U6 snRNA (Assay ID: 001973, Applied Biosystems, UK), що не показало відмінностей між групами.
Експресія гена
Кількісну RT-PCR використовували для визначення відносних рівнів експресії мРНК Irs1 [як описано в посиланні. 14]. Гліцеральдегід-3-фосфатдегідрогеназу (GAPDH) використовували як побутовий ген, оскільки його експресія була стабільною між групами. Зміни виразу вимірювали методом циклу порівняння. Загальну концентрацію та чистоту РНК оцінювали спектрофотометрично, використовуючи NanoDrop ND-1000 (Thermo Fisher Scientific). Зразки аналізували двічі.
Вестерн-блот
Цю процедуру проводили, як описано вище. Кожну мембрану інкубували протягом ночі з відповідним первинним антитілом [IRS-1 та альфа-субодиницею фосфатидилінозитол-4,5-бісфосфат 3-кінази p85 (PI3Kp85a) (Upstate Biotechnology, Millipore, Lake Placid, USA), фосфатидилінозитол-4, 5-бісфосфатна 3-кіназа p110 бета-субодиниця (PI3Kp110p), протеїнкіназа B1 (AKT1), протеїнкіназа B2 (AKT2), супресор сигнального білка 1 (SOCS1) та цитокін сигнальний білок 3 (SOCS3) супресор (Cell Signaling, Великобританія) та бета-рецептор інсуліну (IRp), протеїнкіназа C-áz (рецептор PKC) та рецептор транспортера глюкози типу 4 (GLUT4) (Санта Круз Біотехнологія, Німеччина)]. Після промивання розчином TBS/T (1 X TBS, 0,05% Tween 20) мембрани інкубували з кон’югованими проти кролика або антимиша антитілами пероксидази хрону (Jackson Immuno Research, Великобританія). Зв'язування антитіл було виявлено за допомогою хемілюмінесцентного субстрату Super Signal West Pico (Thermo Scientific, Великобританія) за допомогою апарату ImageQuantTM LAS 4000 та кількісно визначено за допомогою програмного забезпечення ImageQuantTM LAS 4000 (GE Healthcare, Великобританія). Фарбування Coomassie Blue використовували для підтвердження того самого навантаження, а антитіло GAPDH (Санта Круз Біотехнологія, Німеччина) блотувало на кожній мембрані для подальшого підтвердження того самого навантаження.
Статистичний аналіз
Дані аналізували від одного самця на послід, тому "n" вказує кількість послідів на групу. Всі дані були проаналізовані за допомогою двосторонньої ANOVA з дієтою матері та дієтою для нащадків (дієта для відлучення) як незалежними змінними. Порівняльний аналіз Бонферроні використовували для порівняння, і там, де наведені значення Р, рівні α
( a ) Вага тіла, ( b ) абсолютний та ( c ) відносна жирова маса епідидима, яка нормалізувалась до загальної маси тіла. Стовпчики представляють середнє значення ± SEM (n = 6). Вплив дієтичного харчування *** с
Репрезентативні гістологічні зображення для. a ) CC, OC, CO і OO нащадки. Шкала становить 100 мкм. ( b ) Частотний розподіл клітинних груп та ( c ) Діаметр адипоцитів (n = 5) показує вплив материнської дієти **** с
( a ) Репрезентативна картина експресії білка. ( b ) ІЧ-бета, (( c ) IRS-1, ( d ) PI3Kp110-бета, (( e ) PI3Kp85, ( f ) AKT1, ( g ) AKT2, ( h ) PKC zeta a ( i ) Білки GLUT4 у eWAT 8-тижневих чоловічих нащадків. ІР-бета, IRS-1, PI3Kp110, PI3Kp85 та AKT1 показують ефект материнської дієти *** p 14, а IRS-1 є перевіреною мішенню цієї мікроРНК, оцінювали мікроРНК 126.
( a ) Рівні мРНК Irs1 нормалізувались за допомогою експресії гена gapdh, але різниці не виявлено (n = 6). МіРНК ( b ) miR-126, ( c ) miR-27b, ( d ) miR-29a, ( e ) miR-128 a ( f ) miR-145 нормалізувались експресією s6РНК U6 (n = 6-8). Дані представлені як середнє значення ± SEM. Вплив материнської дієти ** с 19. Отже, ми досліджували вплив обезогенної дієти для матері та після відлучення на компоненти цього шляху деградації, SOCS1 та SOCS3 20, 21. Нащадки, яких піддавали обесогенній дієті після відлучення від грудей (с
У цьому дослідженні ми продемонстрували, що дієта з ожирінням після відлучення також зменшила експресію цих самих білків, що передають сигнал про інсулін. Наслідки ожиріння матері та дієта при ожирінні після відлучення були адитивними, так що тварини, які зазнавали обезогенної дієти протягом обох цих етапів життя, демонстрували найнижчий рівень експресії цих сигнальних білків інсуліну. Найбільший комбінований ефект спостерігався на білок IRS-1, який показав зниження цих тварин на 60% порівняно з потомством контрольних матерів, яких відлучили від грудей на контрольній дієті. Відомо, що знижена експресія IRS-1 в жировій тканині зменшує подальший сигнальний шлях інсуліну через шляхи PI3K/AKT, спричиняючи зменшення споживання стимульованого інсуліном глюкози 27. Отже, сукупний ефект ожиріння матері та діючої обезогенної дієти, ймовірно, збільшить ризик непереносимості глюкози. Цікаво, що ні ожиріння матері, ні дієта ожиріння після відлучення не впливали на рівень мРНК Irs1. Ці висновки дозволяють припустити, що механізми, що лежать в основі модуляції білка IRS-1, виникають на посттранскрипційному рівні, що може включати зміни в режимах синтезу та/або деградації.
Детальніше
Як цитувати цю статтю: Faria, JA та ін. Дієта з ожирінням після відлучення посилює шкідливі наслідки ожиріння матері на потомство передачі сигналів інсуліну в жировій тканині. Наук. Респ. 7, 44949; doi: 10.1038/srep44949 (2017).
Примітка видавця: Springer Nature залишається нейтральним щодо юрисдикційних вимог опублікованих карт та інституційних відносин.
Додаткова інформація
Файли PDF
Додаткова інформація
Коментарі
Надсилаючи коментар, ви погоджуєтесь дотримуватися наших Загальних положень та умов та Правил спільноти. Якщо ви вважаєте, що це образливий вчинок, який не відповідає нашим умовам чи інструкціям, повідомте про це як про недоречний.