Nagymama étrendje: A korai élet programozása szacharóz-hatással az anyagcsere és a lipid paraméterekre a patkányok második generációjában

Absztrakt

1. Bemutatkozás

Az emlős organizmus korai fejlődése kritikus időt jelent a felnőtt életében az egészség és a betegségek meghatározásában. Ebben az időszakban meghatározott időablakok fordulnak elő, amikor a fejlődő szervezet különösen érzékeny a környezeti expozícióra, amely képes megváltoztatni fenotípusának eredményét. A táplálkozás az egyik legfontosabb tényező, amely befolyásolja a rendkívül érzékeny fejlődő magzatot, és ezt az anya fiziológiájának és az uteroplacentális egységnek a segítségével végzi [1].

A tápanyagok elérhetősége és összetétele befolyásolja az epigenetikus jeleket, mivel ezek a fejlődő organizmusban kialakulnak, befolyásolják annak fejlődését a gének aktivitásának megváltoztatása és az anyagcsere útvonalainak modulálása révén. Az étrend, valamint egyéb környezeti tényezők a metiltranszferázok [2] vagy a hiszton-módosítások [3,4] aktivitásával befolyásolják a specifikus epigenetikai minták kialakulását vagy fenntartását. Ami a DNS-metilezést illeti, nemcsak a metil-transzferázok aktivitása számít. A szubsztrát-metil donorokat az anyai étrendnek is biztosítania kell [5]. Fontos megemlíteni, hogy az epigenetikai módosítások fenntarthatók a mitotikus sejtosztódások után [6,7], és a kialakult mintázatra való tekintet nélkül a DNMT1 (DNS-metiltranszferáz 1) hatása felelős ezeknek a metilációs mintáknak az egész életen át történő fenntartásáért. Éppen ezért az epigenómának tartós megváltoztatására képes környezeti ingereknek való korai kitettség az élet későbbi szakaszaiban befolyásolhatja az egészségi állapotot/betegség állapotát [6,7]. Másrészt az anya és a magzat genomiális hátterének fontossága a felnőttkori betegségek kockázata, valamint a környezeti ingerek iránti érzékenység szempontjából is ismételten kimutatásra került [8,9].

Valóban transzgenerációs transzfer azonban csak akkor fordulhat elő, ha a környezeti inger egyik sejtvonalat sem befolyásolja közvetlenül. Ha az F0 generációs nőstényt terhesség alatti inger befolyásolja, akkor az F1 generáció csíravonalát befolyásolja a fejlődő F1 magzat, ezért a megfigyelt hatást általában generációkon kívülinek nevezik [10,11].

A környezeti tényezők iránti fokozott érdeklődés miatt, amelyek képesek megváltoztatni az emlősök fejlődését a betegség felé a felnőtt életben (DOHAD, az egészség és a betegség fejlődési eredete), számos állatmodellt használó tanulmány az elmúlt években a mögöttes mechanizmusok megértésére koncentrált. Széles körben beszámoltak a mikroelemek bevitelének és a szülők különféle táplálkozási rendjének az utódok posztnatális egészségére gyakorolt ​​hatásáról [12,13,14,15,16,17]. Bár számos tanulmány a szülői túl táplálkozás sürgető problémájára összpontosít, és arra, hogy ez hogyan befolyásolja az utódokat, a makrotápanyagok egyes forrásainak szerepe ezekben a hatásokban még nem ismert. Vizsgálatunk közelebbről megvizsgálja, hogy az étrendben lévő szénhidrátforrás (keményítő vagy szacharóz) mennyiben számít, bár összehasonlítható mennyiségű kalóriát biztosít.

2. Anyagok és módszerek

A kísérleteket a Cseh Köztársaság Állatvédelmi Törvényével (311/1997) összhangban hajtották végre, amely összhangban van az Európai Közösség Tanácsának a laboratóriumi állatok felhasználására vonatkozó 86/609/ECC ajánlásaival, és azokat az Első Etikai Bizottság hagyta jóvá. A Károly Egyetem Orvostudományi Kar és az Oktatási, Ifjúsági és Sportminisztérium (MSMT-14076/2015-14 protokollszám).

A spontán hipertóniás patkányokat (SHR/OlaIpcv, RGD ID 631848) a rendellenes metabolikus profilja [21] és az étrend által végzett érzékenység általi manipuláció miatt használtuk [22]. Az SHR-Lx.PD5 PD-Zbtb16 egyetlen kongén törzs (a továbbiakban SHR-Zbtb16) polydactylous patkányból származik (PD/Cub, RGD ID 728161) [23], és a PD eredetű Zbtb16 gént hordozza az SHR genomi hátterében [24, 25]. Mindkét törzs nagyon beltenyésztett, és a testvérpár testvére párosodik a Biológiai és Orvosi Genetikai Intézetben.

fontos

Kísérleti terv. A kísérletbe bevont patkányok három generációjának sematikus ábrázolása, mind az SHR, mind az SHR-Zbtb16 törzsre érvényes. A kísérleti csoportból csak F0 anyát tápláltak magas szacharóztartalmú étrenddel. A jelenlegi tanulmány az F1 generációs női csoportokra összpontosít, akik F2 generációs hímeket anyáznak. STD: szokásos étrend, HSD: magas szacharóztartalmú étrend.

Az összes statisztikai elemzést a STATISTICA 13.3 (TIBCO Software Inc.) alkalmazásával hajtottuk végre. A morfometriai és biokémiai változók csoportok közötti összehasonlításakor a kétirányú ANOVA-t a STRAIN-nal és a DIET-vel alkalmazták fő tényezőként, majd post-hoc Fisher-tesztet követtek a specifikus változópárok összehasonlítására. A nullhipotézist elutasították, amikor p> 0,05.

3. Eredmények

3.1. F1 női patkányok - anyák

A női SHR F1 (2. a ábra) és az SHR-Zbtb16 F1 patkánygátak (2. c ábra) kontrollcsoportjai között a terhesség előtt volt egy törzs különbség a glükóz toleranciában (megfelel a 3. ábra 4. hetének). A törzsek közötti glükóz tolerancia különbség csökkent a terhesség alatt (2. b, d ábra).