obiecte

abstract

Populația obeză a ajuns la o situație epidemică la nivel mondial, în special în zonele urbane. Prevalența obezității a crescut la ambele sexe și la toate grupele de vârstă ale populației. Cu toate acestea, în 2014, numărul femeilor obeze, inclusiv femeile aflate la vârsta fertilă, a depășit numărul bărbaților din toate regiunile Organizației Mondiale a Sănătății (OMS) 1. Obezitatea la femei în timpul sarcinii este o problemă majoră, deoarece studiile la rozătoare și la oameni sugerează că expunerea in utero și postnatală precoce la obezitate poate avea efecte pe termen lung ale „programării” 2. .

Obezitatea este asociată cu mai multe tulburări metabolice, cum ar fi rezistența la insulină și diabetul de tip 2 3, 4. În plus față de obezitatea actuală, care are un impact major asupra sănătății noastre metabolice, există dovezi din ce în ce mai mari că obezitatea în timpul sarcinii nu numai că are consecințe negative imediate pentru mamă și nou-născut, dar provoacă și consecințe nocive pe termen lung asupra sănătății copilului, inclusiv un risc crescut de diabet de tip 2. La om, unele dintre cele mai puternice dovezi ale importanței mediului intrauterin provin dintr-un studiu al fraților de sarcină care a avut loc înainte și după intervenția chirurgicală bariatrică la mamă. Autorii au descoperit că bebelușii născuți după o intervenție chirurgicală bariatrică maternă (și ulterior pierderea în greutate) erau mai subțiri, mai sensibili la insulină și aveau tensiune arterială mai mică decât frații lor născuți înainte de operația maternă 6. Efecte similare ale obezității materne au fost observate în studiile la animale, care arată că mamele care țineau o dietă din cauza alimentelor nesănătoase în timpul sarcinii și alăptării aveau descendenți în care alimentele sărate, dulci și grase erau preferate 7. Se consideră că aceste efecte de programare apar prin mecanisme non-genetice („epigenetice”).

Epigenetica este definită ca impactul asupra mediului al expresiei genice, care poate modifica un fenotip celular independent de modificările secvenței genetice 8. Mecanismele/factorii epigenetici majori includ metilarea ADN-ului, modificări ale histonelor și molecule mici de ARN necodificatoare (cum ar fi miARN) care pot acționa singure sau în combinație pentru a afecta expresia genei 9. miARN-urile joacă un rol crucial în controlul nenumăratelor funcții biologice 10, inclusiv homeostazia lipidică/glucoză 11, 12 și mediază efectele lor prin reglarea post-transcripțională a expresiei genice 13 .

Reducerea expresiei țesutului adipos a proteinelor semnal insulinei sa dovedit a fi unul dintre mecanismele prin care obezitatea maternă duce la un risc crescut de diabet zaharat de tip 2 (T2DM) la descendenți 14. Șoarecii descendenților mamelor hrăniți cu o dietă bogată în grăsimi și bogată în grăsimi au dezvoltat rezistență la sarcină la vârsta de 8 săptămâni când au fost înțărcați cu o dietă cu conținut scăzut de grăsimi și erau săraci. Acest lucru a fost asociat cu scăderea nivelului de proteine ​​ale țesutului adipos IRS-1 și o creștere paralelă a expresiei miR-126, un miARN care reglează direct traducerea Irs1 mARN prin legarea la regiunea 3'-netradusă. Important, aceste efecte programate asupra IRS-1 și miR-126 au fost celulare autonome și au fost conservate în pre-adipocite de la animale programate care au fost diferențiate in vitro. .

Este bine cunoscut faptul că consumul unei diete bogate în grăsimi/zahăr simplu ca atare contribuie la rezistența la insulină și la patogeneza diabetului de tip 2 15, 16. În cele mai multe situații, persoanele care au fost expuse la o dietă obezogenă în timpul vieții fetale vor fi expuse unui mediu obezogen în timpul vieții postnatale. Scopul acestui studiu a fost, prin urmare, de a determina dacă creșterea puilor pe o dietă obezogenă exagerează efectele obezității induse de dieta maternă asupra expresiei proteinelor de semnalizare a insulinei în țesutul adipos și, dacă da, dacă obezitatea îi mediază efectele prin diferite căi moleculare.

metode

Animale și alimente

Acest studiu a fost aprobat de University of Cambridge Animal Welfare și Ethical Review Board și a fost realizat în conformitate cu Animal Procedures Act 1986. A fost utilizat într-un model de șoarece obezitate alimentară maternă 17, unde șoarecii C57BL/6 J femele au fost hrăniți ad libitum fie printr-o dietă standard (RM1) (

7% zaharuri simple, 3% grăsimi, 50% polizaharide, 15% proteine ​​[g/g]) Sau un aliment semi-sintetic bogat în energie bogat în energie. dieta obezogenă (

10% zaharuri simple, 20% untură de porc, 28% polizaharidă, 23% proteine ​​[g/g]) suplimentate cu lapte condensat îndulcit (

după

Puii au fost numiți în funcție de dieta maternă și post-înțărcare. Prima literă reprezintă dieta maternă (Chow standard sau obeză) în timpul sarcinii și alăptării. A doua frunză reprezintă dieta de înțărcare. Toate rezultatele prezentate sunt legate de profilul metabolic găsit la puii de opt săptămâni.

Imagine la dimensiune completă

Dimensiunea adipocitelor

Țesutul adipos epididimal a fost fixat în formalină, prelucrat (VIP6, Sakula, SUA), încorporat în parafină, tăiat în secțiuni de 5 μm și colorat cu hematoxilină-eozină. A fost pregătită o lamelă per animal și s-a folosit o mărire de 10 ori pentru a cuantifica diametrul adipocitelor. Pentru fiecare diapozitiv, au fost luate cinci câmpuri vizuale selectate aleatoriu din diferite zone și dimensiunea adipocitelor obținute a fost calculată utilizând versiunea 4.8 a software-ului AxioVision (Zeiss, Germania).

Conținutul de lipide

Conținutul lipidic al grăsimii epididimale a fost determinat folosind testul Folch 18. Pe scurt, probele de grăsime epididimale au fost omogenizate într-un raport cloroform: metanol 2: 1. Faza lipidică separată a fost îndepărtată după centrifugare și greutatea lipidelor a fost cuantificată după îndepărtarea solventului peste noapte prin evaporare.

expresie microARN

ARN total a fost extras din probe de grăsime epididimale așa cum s-a descris mai sus folosind kitul Direct-zol-ARN MiniPrep Plus (Zymo Research, SUA). Pentru kituri de test miRNA-miR-27b, miR-29a, miR-126, miR-128 și miR-145, hsa-miR-27b: 000409, ID test hsa-miR-29a: 002112, ID test hsa-miR-126: 002228, hsa-miR-128a ID test: 002216 și hsa-miR-145 ID test: 002278 (Applied Biosystems, UK). Curbele standard au fost generate utilizând diluții seriale de probe de ADNc grupate și expresia microARN a fost normalizată la U6 snRNA (Test ID: 001973, Applied Biosystems, UK), care nu a arătat diferențe între grupuri.

Expresia genelor

RT-PCR cantitativ a fost utilizat pentru a determina nivelurile relative de expresie ale ARNm Irs1 [așa cum este descris în ref. 14]. Gliceraldehidă-3-fosfat dehidrogenază (GAPDH) a fost utilizată ca genă de uz casnic, deoarece expresia sa a fost stabilă între grupuri. Modificările expresiei au fost măsurate prin metoda ciclului de comparație. Concentrația totală și puritatea ARN au fost evaluate spectrofotometric folosind NanoDrop ND-1000 (Thermo Fisher Scientific). Probele au fost analizate de două ori.

Western blot

Această procedură a fost efectuată așa cum a fost descris mai sus. Fiecare membrană a fost incubată peste noapte cu anticorpul primar adecvat [IRS-1 și subunitatea alfa a fosfatidilinozitol-4,5-bisfosfat 3-kinazei p85 (PI3Kp85a) (Upstate Biotechnology, Millipore, Lake Placid, SUA), fosfatidilinozitol-4, Subunitatea beta 5-bisfosfat 3-kinază p110 (PI3Kp110p), proteina kinază B1 (AKT1), proteina kinază B2 (AKT2), ​​supresorul proteinei de citokină 1 (SOCS1) și supresorul proteinei de citokină 3 (SOCS3) (semnalizarea celulară, Marea Britanie) și receptorul de insulină beta (IRp), protein kinaza C-β (receptorul PKC) și receptorul de tip 4 al transportorului de glucoză (GLUT4) (Santa Cruz Biotechnology, Germania)]. După spălare cu soluție TBS/T (1 X TBS, 0,05% Tween 20), membranele au fost incubate cu anticorp anti-iepure sau anti-șoarece conjugat cu peroxidază de hrean (Jackson Immuno Research, Marea Britanie). Legarea anticorpilor a fost detectată utilizând un substrat chemiluminiscent Super Signal West Pico (Thermo Scientific, Marea Britanie) cu o mașină ImageQuant ™ LAS 4000 și cuantificată utilizând software-ul ImageQuant ™ LAS 4000 (GE Healthcare, Marea Britanie). Colorarea Coomassie Blue a fost utilizată pentru a confirma aceeași sarcină și anticorpul GAPDH (Santa Cruz Biotechnology, Germania) s-a șters pe fiecare membrană pentru a confirma în continuare aceeași sarcină.

analize statistice

Datele au fost analizate de la un mascul pentru fiecare așternut, astfel încât „n” indică numărul de așternuturi pe grup. Toate datele au fost analizate prin ANOVA bidirecțional cu dieta maternă și dieta descendenților (dieta de înțărcare) ca variabile independente. Analiza post-hoc Bonferroni a fost utilizată pentru comparație și unde sunt date valorile P, nivelurile α

( A ) Greutate corporala, ( b ) absolut și ( c ) masa relativă de grăsime a epididimului, care a fost normalizată la greutatea corporală totală. Barele reprezintă media ± SEM (n = 6). Influența dietei dietetice *** p

Imagini histologice reprezentative pentru. A ) Descendenții CC, OC, CO și OO. Scara este de 100 μm. ( b ) Distribuția frecvenței grupurilor de celule și ( c ) Diametrul adipocitelor (n = 5) arată efectul dietei materne **** p

( A ) Model reprezentativ al expresiei proteinelor. ( b ) IR-beta, ( c ) IRS-1, ( d ) PI3Kp110-beta, ( e ) PI3Kp85, ( f ) AKT1, ( g ) AKT2, ( h ) PKC zeta a ( eu ) Proteine ​​GLUT4 la descendenții masculi eWAT de 8 săptămâni. IR-beta, IRS-1, PI3Kp110, PI3Kp85 și AKT1 arată efectul dietei materne *** p 14 și IRS-1 este o țintă validată a acestui miARN, a fost evaluat microARN 126. Obezitatea maternă (p

( A ) Nivelurile de ARNm Irs1 au fost normalizate prin expresia genei gapdh, dar nu s-a găsit nicio diferență (n = 6). MiARN ( b ) miR-126, ( c ) miR-27b, ( d ) miR-29a, ( e ) miR-128 a ( f ) miR-145 au fost normalizate prin expresia sn6 ARN (U = 6-8). Datele sunt prezentate ca medie ± SEM. Efectul dietei materne ** p 19. Prin urmare, am investigat efectele dietei obezogene materne și post-înțărcare asupra componentelor acestei căi de degradare, SOCS1 și SOCS3 20, 21. Puii expuși la o dietă obezogenă după înțărcare (p

În acest studiu, am demonstrat că dieta obeză după înțărcare a redus și expresia acestor aceleași proteine ​​de semnalizare a insulinei. Efectele obezității materne și ale dietei obezității înțărcate au fost aditive, astfel încât animalele expuse la o dietă obezogenă în timpul acestor două etape ale vieții au prezentat cele mai scăzute niveluri de expresie a acestor proteine ​​de semnalizare a insulinei. Cel mai mare efect combinat a fost observat asupra proteinei IRS-1, care a arătat o reducere cu 60% a acestor animale comparativ cu descendenții mamelor de control care au fost înțărcați în urma unei diete de control. Se știe că scăderea expresiei IRS-1 în țesutul adipos scade calea de semnalizare a insulinei în aval prin căile PI3K/AKT, provocând o reducere a absorbției de glucoză stimulată de insulină 27. Efectul combinat al obezității materne și al dietei obezogene actuale este, prin urmare, susceptibil de a crește riscul de intoleranță la glucoză. Interesant este că nici obezitatea maternă, nici dieta obezității după înțărcare nu au afectat nivelurile de ARNm Irs1. Aceste descoperiri sugerează că mecanismele care stau la baza modulației proteinei IRS-1 apar la nivel post-transcripțional, ceea ce ar putea implica modificări ale modurilor de sinteză și/sau degradare.

Mai multe detalii

Cum se citează acest articol: Faria, JA și colab. O dietă de obezitate înțărcată înrăutățește efectele dăunătoare ale obezității materne asupra descendenței insulinei de semnalizare în țesutul adipos. Știință. reprezentant. 7, 44949; doi: 10.1038/srep44949 (2017).

Nota editorului: Springer Nature rămâne neutru în ceea ce privește revendicările jurisdicționale ale hărților și relațiilor instituționale publicate.

Informatii suplimentare

Fișiere PDF

Informatii suplimentare

Comentarii

Prin trimiterea unui comentariu, sunteți de acord să respectați Termenii și condițiile și Regulile comunității. Dacă considerați că acesta este un act ofensator care nu este conform cu termenii sau liniile directoare, vă rugăm să îl marcați ca fiind inadecvat.