Határok az endokrinológiában

Klinikai cukorbetegség

Ez a cikk a kutatási téma része

Cukorbetegség a terhesség alatt és túl: életút perspektíva Az összes 16 cikk megtekintése

Szerkesztette

Wei Bao

University of Iowa, Egyesült Államok

Felülvizsgálta

Venu Lagishetty

Kaliforniai Egyetem, Los Angeles, Egyesült Államok

Richard R. Rodrigues

Oregoni Állami Egyetem, Egyesült Államok

A szerkesztő és a lektorok kapcsolatai a legfrissebbek a Loop kutatási profiljukban, és nem feltétlenül tükrözik a felülvizsgálat idején fennálló helyzetüket.

Cikk letöltése
- PDF letöltése
- ReadCube
- EPUB
- XML (NLM)
- Kiegészítő
  Anyag
Exportálás
- EndNote
- Referencia menedzser
- Egyszerű TEXT fájl
- BibTex

OSZD MEG

Eredeti kutatás CIKK

Kulcsfontosságú Endokrinológiai Laboratórium, Endokrinológiai Tanszék, Translational Medicine Center, Egészségügyi Minisztérium, Peking Union Medical College Hospital, Peking Union Medical College, Kínai Orvostudományi Akadémia, Peking, Kína

Bevezetés

Az elhízás és a 2-es típusú diabetes mellitus (T2DM) igen elterjedt, és óriási egészségügyi és gazdasági terheket okoznak. Az elhízás és a cukorbetegség etiológiája és patogenezise azonban még mindig nem világos. Mivel az egészség és a betegség (DOHaD) hipotézisének fejlődési eredete először az 1990-es évek elején hangzott el (1), számos epidemiológiai vizsgálat (2–4) és állatkísérlet (5, 6) rávilágított a korai életkorban a krónikus betegségek későbbi életútjának meghatározása során, ideértve az elhízást és a T2DM-et is. Számos friss tanulmány (7, 8) és korábbi kutatásunk (9) kimutatta, hogy a terhesség és a szoptatás alatti magas zsírtartalmú anyai étrend jelentősen növelheti az utódok hajlamát az elhízásra, a glükóz-intoleranciára és az inzulinrezisztenciára. Így a korai életkorban végrehajtott beavatkozások visszaállíthatják a betegség pályáit, és megakadályozhatják a cukorbetegség kialakulását és kialakulását.

Számos nagy epidemiológiai tanulmány kimutatta, hogy a szójaételek és az izoflavonok bevitele a T2DM alacsonyabb kockázatával jár (10–12). A szója izoflavonoknak gyenge ösztrogénszerű hatása van, és a szója izoflavonok fő komponensei közé tartozik a genistein, a diadzein és a glicitein. A genisteint széles körben használják étrend-kiegészítőként az Egyesült Államokban, és feltárták a kognitív funkciók, a rákterápia, valamint a csont- és a szív- és érrendszer egészségének lehetséges hatásait (13). Az elmúlt években egyre több tanulmány bizonyította, hogy a genistein javítja a glükóz és a lipid anyagcserét, és bebizonyította, hogy a genistein bevitele csökkenti a vércukorszint, a trigliceridek (TG) és az összkoleszterin (TC) szintjét, valamint megakadályozza a súlygyarapodást, oldal nélkül káros hatások (14–16). A máj glükóztermelésének modulálása, a β-sejtek proliferációjának fokozása, az apoptózis csökkentése, a cAMP/PKA jelátviteli út aktiválása és az antioxidáns hatások mind a genistein antidiabetikus funkcióinak lehetséges mechanizmusai (13). Jelenleg azonban ritkák azok a tanulmányok, amelyek a korai életkorban végzett genistein-beavatkozás glükóz- és lipid-anyagcserére gyakorolt hatásait vizsgálják.

Az elmúlt évtizedekben a bél mikrobiota az orvosi kutatások középpontjába került. Számos bizonyíték (17–19) arra utal, hogy a bél mikrobiota fontos szerepet játszik a glükóz és a lipid anyagcserében. A közelmúltban egyre több emberi (20) és állatkísérlet (1, 21, 22) jelezte, hogy a bél mikrobiotája rendezetlen az elhízott anyák és a magas zsírtartalmú táplált gátak utódainál. Így a bél mikrobiota kulcsszerepet játszhat az anya intrauterin gyenge növekedési környezetében, az utódokat anyagcserezavarok kialakítására programozva. Továbbá összefüggést mutattak ki a glükóz tolerancia javulásának genistein és a bél mikrobiota változásai között (23). Az anyák genistein-beavatkozásának az utódokban a bél mikrobiotájára gyakorolt hatásainak vizsgálata azonban korlátozott.

Jelen tanulmányunkban az anyai étrendi genistein anyagcsere-egészségre gyakorolt hatásainak vizsgálatát tűztük ki célul a női utódok korai életében, és meghatároztuk, hogy az anyai genisteinbevitel visszafordíthatja-e az anyai zsírtartalmú étrend káros utódjait a női utódokban. Ezenkívül feltártuk a bél mikrobiota szerepét az utódok glükóz- és lipid-anyagcseréjében.

Anyagok és metódusok

Állatok és tanulmánytervezés

Négy hetes C57BL/6 nőstény egereket a Nemzeti Élelmiszer- és Gyógyszerellenőrzési Intézetből (Peking, Kína; SCXK-2014-0013) szereztünk be. Az állatokat ellenőrzött állattartó helyiségekben 22 ± 2 ° C-os szobahőmérsékleten, 12 órás világos/sötét ciklusban tartottuk, és normál kontroll étrendet (AIN-93G diéta) etettük szójaolajjal helyettesített kukoricaolajjal. 1 hetes környezeti akklimatizáció után a gátakat véletlenszerűen négy csoportra osztották, és magas zsírtartalmú étrendet etettek genistein nélkül (HF, n = 6), magas zsírtartalmú étrend alacsony dózisú genisteinnel (CAS: 466-72-0, G0272, TCI Development Co., Ltd.) (0,25 g/kg étrend) (HF.LG, n = 6), magas zsírtartalmú étrend nagy dózisú genisteinnel (0,6 g/kg étrend) (HF.HG, n = 8) vagy normál kontroll étrend (kontroll, n = 8) 3 hétig. A magas zsírtartalmú étrendben lévő szójaolajat kukoricaolajjal helyettesítették. Az összetevőket az S1 táblázat mutatja. A magas zsírtartalmú étrend tartalmazza (kcal%): zsír, 60%; szénhidrát, 20%; fehérje, 20%, 5,24 kcal/g energiaellátással, míg a kontroll étrend tartalma (kcal%): zsír, 15,8%; szénhidrát, 63,9%; fehérje, 20%, 3,9 kcal/g energiaellátással.

A nőstény egereket 8 hetes C57BL/6 hímekkel pározták és normál étrendet etettek. A párzást követően a gátakat minden reggel megvizsgálták posztkopulációs dugókon, és a dugó megjelenését a terhesség d 0,5-ként rögzítették. A nőstényeket a kijelölt étrendben etették a terhesség és a szoptatás ideje alatt, és hozzájutottak élelemhez és vízhez ad libitum. Az almokat mind öt kölyökre leselejtezték annak biztosítására, hogy az almok között ne legyen táplálkozási eltérés. Az utódokat 3 hetes korban választották el. Az elválasztáskor minden nőstény utód (n = 6–8/csoport) feláldoztunk. Vérmintákat vettünk az intraorbitalis retrobulbaris plexusból 10 óra koplalás után érzéstelenített egerekből, a méhet és a petefészket eltávolítottuk és lemértük; a vakbél tartalmát gyorsan eltávolítottuk, szárazjégben lefagyasztottuk, majd további elemzés céljából -80 ° C-on tároltuk. Minden műveletet klórhidrát altatásban végeztünk, és mindent megtettünk a szenvedés minimalizálása érdekében. Az összes eljárást a Peking Union Medical College Kórház (Peking, Kína, SYXC-2014-0029) állatgondozási és felhasználási bizottsága hagyta jóvá. Az összes állatműveletet a laboratóriumi állatok gondozására és felhasználására vonatkozó útmutatónak megfelelően hajtották végre.

Testtömeg és táplálékfelvétel mérése

Az anya és az utódok testsúlyát hetente egyszer mértük. Minden héten megmértük az anya 3 napos táplálékfelvételét, és a maradék étel mérésével becsülték az élelmiszer-fogyasztásukat.

Glükóz tolerancia tesztek

Orális glükóz tolerancia teszteket (OGTT) végeztek mindkét anya és nőstény utódaiknál elválasztáskor. Az egereket 6 órán át éheztettük. Ezután szondával adtunk glükózterhelést (2,0 g/testtömeg-kg). A szoptatás előtt (0 perc), valamint 30, 60 és 120 perccel a vércukor (BG) koncentrációját a farokvérzéséből vett Contour TS glükométerrel (ACCU-CHEK Mobile, Peking, Kína) gyűjtött vérben mértük. Az OGTT görbe alatti területét (AUC) a korábban leírtak szerint számoltuk (9).

A szérum inzulin, a triacil-glicerin és az összes koleszterinszint mérése

Az elválasztáskor nőstény utódoktól gyűjtött vérmintákat 3000 x g-vel 10 percig 4 ° C-on centrifugáltuk, és a szérumot alikvotokban -80 ° C-on tároltuk. A szérum inzulin koncentrációt ELISA kit segítségével (80-INSMSU-E01, Salem, NH, USA) mértük. Az inzulinérzékenységet az inzulinrezisztencia homeosztázis-modelljének (HOMA-IR) alkalmazásával értékeltük. A HOMA-IR-t a korábban leírtak szerint számítottuk (9). A szérum teljes koleszterinszint (TC) (K603-100, a készletek a BioVision, Inc., Mountain View, CA, USA-ból származnak) és a triacilglicerin (TG) (K622-100, a készletek a BioVision Inc.-től, Mountain View, CA, USA) kolorimetriás módszerekkel mértük.

Bélmikrobiota elemzés

A bél mikrobiotáját az előző publikációnkban leírt módszerekkel elemeztük (24). A mikrobiális DNS-t a cecalis tartalomból QIAamp DNS Stool Mini Kit (Qiagen, Hilden, Németország) alkalmazásával extraháltuk. A 16S rRNS gén V3-V4 régióit a 341F 5'-CCTAYGGGRBGCASCAG-3 'és a 806R, 5'-GGACTACNNGG GTATCTAAT-3' primerek segítségével amplifikáltuk. Az amplikonokat gyors PCR-tisztító készlettel tisztítottuk (Qiagen, Hilden, Németország). A mikrobiális 16S rDNS-t az Illumina HiSeq 2500 platformon szekvenáltuk (Norcross, GA, USA).

A párosított olvasmányok egyesítése után az olvasásokat minőségi szűréssel hajtottuk végre. Kiváló minőségű leolvasásokat rendeltek az operatív taxonómiai egységekhez (OTU-k) 97% -os hasonlósági szinten az UPARSE szoftver (7.0.1001 verzió) (25) felhasználásával, és az egyes OTU-k reprezentatív szekvenciáit QIIME szoftverrel (1.7.0 verzió, Quantitative Insights) vetítették át. a mikrobiális ökológiába) (26). Ezután a GreenGene adatbázist (27) használták a taxonómiai információk feljegyzésére az RDP osztályozó 2.2-es verziójának algoritmusa alapján (28). Az egyes OTU-k relatív bőségét elemezték a törzs, osztály, rend, család, nemzetség és faj szintjén. Az alfa és béta változatosságot QIIME szoftverrel (1.7.0 verzió) vizsgáltuk, és R szoftverrel számoltuk (2.15.3 verzió). Az alfa változatosság szempontjából Chao1, Simpson és a Shannon indexet elemeztük. A béta változatosság szempontjából a főkomponens-analízis (PCA) ábrákat mind súlyozott, mind súlyozatlan UniFrac segítségével végeztük. Ezenkívül a hatásméret (LEfSe) és a MetaStat lineáris diszkrimináns analízisét (LDA) használták a csoportok közötti különbségek meghatározására.

Statisztikai analízis

Az eredményeket az átlag ± standard hibájaként fejezzük ki (S.E.M). A statisztikákat egyirányú ANOVA-val és kétirányú ANOVA-val elemeztük Tukey és Bonferroni alkalmazásával poszt-hoc elemzések. A különböző taxonómiai szinteken előforduló baktérium taxonok relatív bősége és az anyagcsere paraméterek közötti összefüggéseket Spearman korrelációs koefficiens teszttel végeztük. Az R szoftver (2.15.3-as verzió) a hamis felfedezési arány (FDR) korrelációs analízisét korrigálta a Benjamini-Hochberg eljárással a Kulcsszavak: étrendi genistein, glükóz és lipid anyagcsere, bél mikrobiota, anyai magas zsírtartalmú étrend, nőstény utódok

Idézet: Zhou L, Xiao X, Zhang Q, Zheng J, Li M, Yu M, Wang X, Deng M, Zhai X és Li R (2018) Javított glükóz- és lipidmetabolizmus a női utódok korai életében az anyai étrendi genistein által Kapcsolódik a bélmikrobiota változásaihoz. Elülső. Endokrinol. 9: 516. doi: 10.3389/fendo.2018.00516

Beérkezett: 2018. június 21 .; Elfogadva: 2018. augusztus 17 .;
Publikálva: 2018. szeptember 4.

Wei Bao, University of Iowa, Egyesült Államok

Richard R. Rodrigues, Oregoni Állami Egyetem, Egyesült Államok
Venu Lagishetty, Kaliforniai Egyetem, Los Angeles, Egyesült Államok