Дієта бабусі має значення для раннього програмування із сахарозою, що впливає на метаболізм та ліпіди
Анотація
1. Вступ
Ранній розвиток організму ссавців являє собою критичний момент для визначення здоров'я та захворювань у дорослому житті. У цей період виникають певні часові вікна, коли організм, що розвивається, особливо схильний до впливу навколишнього середовища, здатного змінити результат свого фенотипу. Харчування являє собою один з найважливіших факторів, що впливає на високочутливий плід, що розвивається, і робить це завдяки комплексу материнської фізіології та матково-плацентарної одиниці [1].
Доступність та склад поживних речовин впливають на епігенетичні знаки, оскільки вони встановлюються в організмі, що розвивається, впливають на його розвиток через зміни в діяльності його генів та модуляцію метаболічних шляхів. Дієта, а також інші фактори навколишнього середовища впливають на встановлення або підтримку специфічних епігенетичних закономірностей завдяки активності метилтрансфераз [2] або модифікацій гістонів [3,4]. Що стосується метилювання ДНК, то не тільки важлива активність метилтрансфераз. Субстрат-донори метилу також повинні забезпечуватися материнською дієтою [5]. Важливо згадати, що епігенетичні модифікації можуть зберігатися після поділу мітотичних клітин [6,7], і, не враховуючи встановлену закономірність, дія DNMT1 (ДНК-метилтрансфераза 1) відповідає за підтримку цих закономірностей метилювання протягом усього життя. Ось чому ранній вплив життєвих факторів навколишнього середовища, здатні постійно змінювати епігеном, може вплинути на стан здоров’я/захворювання в подальшому житті [6,7]. З іншого боку, також неодноразово було показано значення геномного фону матері та плоду для ризику захворювання дорослих, а також для чутливості до подразників навколишнього середовища [8,9].
Однак справді трансгенераційний перенос може відбутися лише в тому випадку, якщо жодна з клітинних ліній не зазнає безпосереднього впливу стимулу навколишнього середовища. Якщо під час вагітності на жінку покоління F0 впливає стимул, це впливає на зародкову лінію покоління F2 у розвитку плоду F1, і тому спостережуваний ефект зазвичай позначається як поколінні [10,11].
Через підвищений інтерес до факторів навколишнього середовища, здатних змінити розвиток ссавців у напрямку розвитку хвороб у дорослому житті (DOHAD, витоки здоров’я та хвороби в розвитку), багато досліджень із використанням тваринних моделей зосереджувались на розумінні основних механізмів останніх років. Широко повідомлялося про вплив споживання мікроелементів та різних режимів харчування батьків на постнатальне здоров’я потомства [12,13,14,15,16,17]. Хоча багато досліджень зосереджуються на нагальній проблемі переїдання батьків та на тому, як воно впливає на потомство, роль окремих джерел макроелементів у цих наслідках ще не зрозуміла. У нашому дослідженні детальніше розглянуто, як джерело вуглеводів (крохмаль проти сахарози) у раціоні має значення, хоча воно забезпечує порівнянну кількість калорій.
2. Матеріали та методи
Експерименти проводились за погодженням із Законом про захист тварин Чеської Республіки (311/1997), який відповідає рекомендаціям Ради Європейського Співтовариства щодо використання лабораторних тварин 86/609/ECC та схвалений Етичним комітетом Першої Медичний факультет Карлового університету та Міністерством освіти, молоді та спорту (протокол № MSMT-14076/2015-14).
Ми використовували спонтанно гіпертонічну щура (SHR/OlaIpcv, RGD ID 631848) через властивий їй аномальний метаболічний профіль [21] та маніпуляції чутливістю за допомогою дієти [22]. Одиночний вроджений штам SHR-Lx.PD5 PD-Zbtb16 (надалі SHR-Zbtb16) був отриманий з полідактильних щурів (PD/Cub, RGD ID 728161) [23] і несе ген Zbtb16 походження PD на геномному тлі SHR [24, 25]. Обидва штами є високопродуктивними і підтримуються спарюванням брата і сестри в Інституті біології та медичної генетики.
Експериментальний дизайн. Схематичний показ трьох поколінь щурів, задіяних в експерименті, дійсний як для штаму SHR, так і для SHR-Zbtb16. Тільки матерям F0 експериментальної групи годували дієту з високим вмістом сахарози. Поточне дослідження фокусується на жіночих групах покоління F1, які виховують чоловіків покоління F2. ЗПСШ: стандартна дієта, ВГС: дієта з високим вмістом сахарози.
Всі статистичні аналізи проводились із використанням STATISTICA 13.3 (TIBCO Software Inc.). При порівнянні морфометричних та біохімічних змінних між групами використовувались двосторонні ANOVA з STRAIN та DIET як основними факторами, а потім пост-хок тест Фішера для порівняння конкретних пар змінних. Нульову гіпотезу відхиляли, коли р> 0,05.
3. Результати
3.1. F1 Жіночі щури - матері
Існувала різниця штамів між контрольними групами самок дам-щурів щурів SHR F1 (рис. 2а) та SHR-Zbtb16 F1 (рис. 2 в) у толерантності до глюкози до вагітності (що відповідає тижня 4 на малюнку 3). Різниця в толерантності до глюкози між штамами зменшилася під час вагітності (Рисунок 2 b, d).