diétás

  • Tárgyak
  • Összegzés
  • Háttér:
  • Cél:
  • Mód:
  • Eredmények:
  • Következtetés:
  • Bevezetés
  • Anyagok és metódusok
  • Állatok és diéták
  • Orális glükóz tolerancia, súlygyarapodás és táplálékfelvételi teszt
  • Szövetgyűjtemény
  • Hipotalamusz gén expresszió
  • Folátkoncentráció-elemzés
  • Globális hipotalamusz DNS-metilációs elemzés
  • Statisztikai elemzés
  • Eredmények
  • Ételbevitel, súlygyarapodás és glükózválasz
  • Hipotalamusz gén expresszió
  • Folát állapot
  • Globális metilációs állapot
  • Vita

Tárgyak

  • Gén expresszió
  • Hypothalamus
  • Táplálék-kiegészítők
  • Elhízottság

Összegzés

Háttér:

A Wistar patkányoknak a terhesség alatt táplált magas multivitamin-étrend (10-szeres AIN-93G, HV) növeli a metabolikus szindróma jellemzőit az utódokban, amikor az ajánlott vitamin-étrendtől elválasztják.

Cél:

Annak meghatározása, hogy a terhességi HV-diéták az obesogén fenotípusokra gyakorolt ​​hatásai az utódokban a táplálkozási viselkedés megváltozott hipotalamusz-kontrolljának következményei-e, és hogy megnövekedett táplálékbevitelük megakadályozható-e HV vagy magas foláttartalom (a folát 10-szerese, HFol 10-szerese) táplálásával. diéták

Mód:

Az RV, HV vagy HFol diétával elválasztott terhesség alatti HV-diétával táplált anyák hím utódait összehasonlították a RV-gát anyáktól született és 29 hétig RV-diétával elválasztott anyákkal. A 72 órán át tartó táplálékfelvételt kéthetente, a testtömeget pedig hetente mértük. A glükózterhelésre adott glükózválaszt az elválasztás után 18 héttel mértük. Az étellel kapcsolatos neuropeptidek, köztük az Y neuropeptid, a pro-opiomelanokortin (POMC), az inzulin receptor, a leptin receptor, az agyi eredetű neurotróf faktor (BDNF), a dopamin receptorok (DopaR1/2/5) és a szerotonin (SeroR1A/2A/2C), valamint a globális DNS-metilációt, valamint az agy és a plazma folátkoncentrációit az elválasztást követő 29. héten mértük.

Eredmények:

A HV vagy HFol kölyökkutya növelte az agy és a plazma folátkoncentrációját, és megakadályozta a megnövekedett táplálékfelvételt (5%, P = 0,03), a testsúlyt (8%, P = 0,0006) és a glükózterhelésre adott glükózválaszt (36%, P = 0,02) ) találtak a lakóautó-étrendet fogyasztóknál Az anorektikus POMC (P = 0,004) és a BDNF (P = 0,02) expressziója magasabb volt, és a DopaR1 alacsonyabb (P = 0,06) volt a HV étrenddel etetett kölyökkutyákban. A HFol kölyökkutya a BDNF-et részben a kontroll szintre hozta (P = 0,02) és csökkentette a SeroR2A értékét (P = 0,008). Más gének expresszióját ez nem befolyásolta. A teljes DNS-metiláció hasonló volt az étrendcsoportok között.

Következtetés:

A HV-vel táplált zsákmány utódainál az obesogén fenotípust a HV vagy HFol kölyökkutya etetésével lehet megakadályozni, valószínűleg a táplálékfelvétel szabályozási mechanizmusainak elválasztást követő modulációja miatt.

Bevezetés

Anyagok és metódusok

Állatok és diéták

A vizsgálat sematikus ábrája ( nak nek ) tervezés és ( b ) protokoll a hím utódok számára az elválasztást követő 0–29 héttel. Diéta rövidítések: RV, az AIN-93G étrend ajánlott vitaminokkal; HV, az ajánlott multivitamin-keverék tízszerese; HFol, RV + a foláttartalom tízszerese. A terhesség alatt elfogyasztott étrendek a kötőjel előtt jelezték. Az utódok által elfogyasztott étrendeket a szaggatott vonal után jelöljük.

Teljes méretű kép

Orális glükóz tolerancia, súlygyarapodás és táplálékfelvételi teszt

Az 1b. Ábra a vizsgálati protokollt írja le. A 72 órán át tartó táplálékfelvételt kéthetente, az elválasztást követő 0–29. Héten mértük. A testtömeget a születéskor és az elválasztáskor mértük, és a súlygyarapodást heti 0-29 héttel számoltuk el a választás után. A glükózszondára adott glükózválaszt (0,375 g glükóz/ml, 5 g glükóz/testtömeg-kilogramm) az elválasztás után 18 héttel mértük. A patkányokat egy éjszakán át 10 órán át éheztettük a glükóz mérése előtt. Vérmintát vettünk a farokvénából, és a bazális glükózt azonnal teszteltük egy kereskedelmi forgalomban lévő glükométerrel (MediSense Precision Xtra, Abbott Laboratories, Abbott Park, IL, USA). A glükózmérés után 15 és 60 perccel később meghatároztuk a vércukor-koncentrációt, és kiszámítottuk a görbe alatti inkrementális területet.

Szövetgyűjtemény

Az egész patkány agyat a leválasztás után 29 héttel lefejezés után gyorsan eltávolítottuk, és azonnal szárazjégre fagyasztottuk, majd -80 ° C-on tároltuk. Az agyakat jégen felolvasztottuk, és a hipotalamusz jobb és bal oldalát külön szétvágtuk. fent leírt módszerrel. 14 A hipotalamusz elülső részének elhatárolásaként az optikai chiasmát használták. Ez áthalad az elülső komisszáron, amelyet vízszintes határként használtak. A hátsó hipotalamusz és a mammilláris testek közötti vonal farokmetszetnek számított. A boncolt hipotalamusz blokkok komplex preoptikus, szupraoptikus, paraventrikuláris, elülső, suprachiasmatikus, dorsomedialis, ventromedialis, arcíves, mammilláris, posterior és laterális magokat tartalmaztak. A hipotalamusz jobb oldalát használtuk a gén relatív expressziójához, a bal oldalt pedig a DNS metilációs státuszához. A fennmaradó agy bal oldalát használtuk a folátkoncentráció mérésére. A törzsvért összegyűjtöttük és centrifugáltuk, majd a folát oxidációjának megakadályozása érdekében plazmamintákat adtunk hozzá 0,5% aszkorbinsavval.

Hipotalamusz gén expresszió

Mindegyik boncolt hipotalamust szövetrepedéses homogenizátorral homogenizáltuk (Qiagen Tech., Mississauga, ON, Kanada). A homogenizált minták RNS-ét Trizol reagens alkalmazásával izoláltuk, és kloroformmal extraháltuk a gyártó protokollja szerint (Invitrogen, Grand Island, NY, USA), és a Nanodrop 1000-vel számszerűsítettük. az ABI (Applied Biosystems, Foster City, Kalifornia, USA) Gene Amp PCR rendszer 2700.

Valós idejű RT-PCR-t hajtottunk végre az ABI PRISM 7000 szekvencia detektáló rendszeren Taqman-módszerekkel az ABI-től nyert következő génekre: Y neuropeptid (Cat # Rn01410146_m1); pro-opiomelanokortin (POMC; Cat # Rn00595020_m1); inzulinreceptor (Cat # Rn00567070_m1); leptin receptor (Cat # Rn01433205_m1); agyból származó neurotróf faktor (BDNF; Cat # Rn02531967_s1); dopamin-receptor 1 (DopaR1; Cat # Rn03062203_s1); dopamin-receptor 2 (DopaR2; Cat # Rn00561126_m1); dopamin-receptor 5 (DopaR5; Cat # Rn00562768_s1); 1A szerotonin receptor (SeroR1A; Cat # Rn00561409_s1); 2A szerotonin receptor (SeroR2A; Cat # Rn01468302_m1); 2C szerotonin receptor (SeroR2C; Cat # Rn00562748_m1). A ciklus körülményei 2 percig 50 ° C, 10 perc 95 ° C, 15 másodpercig 40 ciklus 95 ° C és 1 perc 60 ° C. A relatív kvantifikációs módszert glicerinaldehid-3-foszfát-dehidrogenáz (Cat # Rn99999916_s1) felhasználásával végeztük el endogén kontrollként, amelyet előzetes vizsgálat alapján választottunk ki a legalacsonyabb variációra. Az eredményeket kétszeres változásként fejeztük ki a 2 -ΔΔCT 15 módszerrel, és az ABI DataAssist 3.0 verziójú szoftverrel elemeztük.

Folátkoncentráció-elemzés

A plazmában és az agyban a folátkoncentrációt mikrobiológiai mikrotiterlemez-vizsgálattal határoztuk meg Lactobacillus casei alkalmazásával. 16, 17

Globális hipotalamusz DNS-metilációs elemzés

A DNS-t a DNeasy Blood and Tiss kit (Qiagen Tech.) Által leírt protokoll alkalmazásával izoláltuk. A DNS-minták két spektrofotometriás leolvasását átlagoltuk a koncentráció meghatározásához, amelynek A 260 és A 280 aránya 1,8 és 2,0 között volt, és mentes volt az RNS és a fehérje szennyeződésétől.

A hipotalamusz genomiális DNS általános metilációs állapotát a fent leírt in vitro metil-elfogadási vizsgálati módszerrel határoztuk meg. 18, 19 Ez a vizsgálat 3 H-metil-S-adenozil-metionint (New England Nuclear, Boston, MA, USA) Sss1 DNS-metiltranszferáz által közvetített metildonorként vesz fel (New England Biolabs, Pickering, ON, Kanada). Ismeretes, hogy a metilcsoportok elfogadhatósága az egész genomban fordítottan összefügg a 3H-metil exogén beépülésével. Az összes mintát két példányban, a teljes vizsgálatot pedig kétszer futtattuk. Az intra- és inter-assay CV 5% volt.

Statisztikai elemzés

A súlygyarapodás és a 72 órás táplálékfogyasztás kezelésének hatásait a PROC MIXED modelleljárással elemeztük az SAS-ban (9.2-es verzió, SAS Institute Inc., Carey, NC, USA). A terhességi étrend, a kölyökkutyák étrendje és az idő a fő tényező. Az egyes időpontokban és a hipotalamusz gén expressziójának eszközeit, a folátállapotot és a glükózválaszt összehasonlítottuk egyirányú varianciaanalízissel a PROC GLM alkalmazásával, amelyet post-hoc Tukey-teszt követett. Jelentős különbségeket jelentettek P-nél

A hím utódok táplálékfelvétele 72 órán át 0-29 hétig az elválasztás után. Diéta rövidítések: RV, az AIN-93G étrend ajánlott vitaminokkal; HV, az ajánlott multivitamin-keverék tízszerese; HFol, RV + a foláttartalom tízszerese. A terhesség alatt elfogyasztott étrendek a kötőjel előtt jelezték. Az utódok által elfogyasztott étrendeket a szaggatott vonal után jelöljük. Diéta (P = 0,03), idő (P ab Jelentősen különbözik a PROC MIXED ismételt mérési modellje szerint. Az értékek átlag ± sem, n = 12–14 csoportonként.

Teljes méretű kép

A hím utódok testsúlya 0-29 héttel az elválasztás után. Diéta rövidítések: RV, az AIN-93G étrend ajánlott vitaminokkal; HV, az ajánlott multivitamin-keverék tízszerese; HFol, RV + a foláttartalom tízszerese. A terhesség alatt elfogyasztott étrendek a kötőjel előtt jelezték. Az utódok által elfogyasztott étrendeket a szaggatott vonal után jelöljük. Súlygyarapodás: diéta (P = 0,0006), idő (P ab Jelentősen eltér a PROC MIXED ismételt mérési modellje szerint. Az értékek átlag ± sem, n = 12-14 csoportonként.

Teljes méretű kép

Vércukorszint-válasz a glükózterhelésre (5 g glükóz/testtömeg-kg), mint a hím utódok görbe alatti növekményes területe (iAUC) az elválasztást követő 18. héten. Diéta rövidítések: RV, az AIN-93G étrend ajánlott vitaminokkal; HV, az ajánlott multivitamin-keverék tízszerese; HFol, RV + a foláttartalom tízszerese. A terhesség alatt elfogyasztott étrendek a kötőjel előtt jelezték. Az utódok által elfogyasztott étrendeket a szaggatott vonal után jelöljük. ab P = 0,02 egyirányú varianciaanalízissel, amelyet Tukey post-hoc tesztje követ. Az értékek átlagok ± sem, n = 8-12 csoportonként.

Teljes méretű kép

Hipotalamusz gén expresszió

A HV, de nem HFol kölykök étrendje a POMC expressziót a HV-gátak érett utódainál a kontrollszint szintjére hozta (P = 0,004) (5a. Ábra). A HV kölyök diéta a BDNF expressziót hozta a kontroll szintre, de a HFol kölyök diéta csak enyhítette a HV terhességi étrend által okozott expresszió csökkenését (P = 0,02) (5a. Ábra). Csak a HFol kölyökkutya csökkentette a SeroR2A expressziót a VR utódokhoz képest, amelyeket VR kölyökkutya diétával választottak le (P = 0,008) (5b. Ábra). Volt egy tendencia a DopaR1 alacsonyabb expressziójára a HV kölyökkutya után választott HV utódokban az RV utódokhoz képest (P = 0,06) (5b. Ábra). A terhességi vagy kölyökkutya-étrend nem befolyásolta más gének hipotalamusz-expresszióját.

A ( nak nek ) Y neuropeptid (NPY), pro-opiomelanokortin (POMC), inzulin receptor (InsR), leptin receptor (LepR) és agyi eredetű neurotróf faktor (BNDF) és ( b ) dopamin receptorok (DopaR1/R2/R5) és szerotonin receptorok (SeroR1A/2A/2C) hím utódokban az elválasztást követő 29. héten. Diéta rövidítések: RV, az AIN-93G étrend ajánlott vitaminokkal; HV, az ajánlott multivitamin-keverék tízszerese; HFol, RV + a foláttartalom tízszerese. A terhesség alatt elfogyasztott étrendek a kötőjel előtt jelezték. Az utódok által elfogyasztott étrendeket a szaggatott vonal után jelöljük. ab Jelentősen eltér az egyirányú varianciaanalízissel, amelyet Tukey post-hoc tesztje követ. Az értékek átlagok ± sem, n = 4–7 csoportonként.

Teljes méretű kép

Folát állapot

Az agyban (6a. Ábra) és a plazmában (6b. Ábra) a folát szintet nem befolyásolták a zsákmány-étrendek, de a HV vagy HFol kölyökkutya megemelte.

Bár a folátról kimutatták, hogy aktív résztvevője a metilátviteli reakcióknak, az általános metilációt nem befolyásolta a terhességi vagy az elválasztás utáni étrend. Ez azonban nem meglepő, mert korábbi vizsgálatok a gének DNS-metilezéséről számoltak be a teljes metilációban észlelhető változás hiányában, ami arra utal, hogy az epigenetikai változások helyspecifikusak. 33 Továbbá a vizsgálatunkban szereplő RV, HV és HFol diéták nagy mennyiségű kolint tartalmaznak, ami egy másik tényező, amely befolyásolja a DNS metilációját (34, 35), és valószínűleg csak elfedte a folát metilációra gyakorolt ​​hatásának kimutatását. A kolin és más metilcsoport vitaminjai (azaz a folát, a B6-vitamin és a B12-vitamin) metabolizmusa szorosan összefügg. 36

A vizsgálat jelentős gyengesége a génexpresszió mérésének hiánya a különböző érettségi szakaszokban. Ezért nem ismerjük az érés szakaszát, amikor az elválasztás utáni étrend megváltoztatta a hipotalamuszt. A hipotalamusz gének mellett a jutalomban és a motivációban részt vevő agyi régiókban található gének mérése hozzájárulhatott az étrend táplálékbevitel szabályozására gyakorolt ​​általános hatásának teljesebb megértéséhez. Az elválasztás utáni, magas zsírtartalmú étrenddel kezelt egereknél (a zsírból származó kalória 60% -a) kimutatták, hogy csökkent a μ-opioid receptor gén expressziója, amely befolyásolja a jutalmi köröket a ventrális tegmentális területen, az atommagban . 37

Összegzésképpen elmondható, hogy az obesogén fenotípus a HV-vel táplált zsákmány utódainál a táplálkozási viselkedés megváltozott hipotalamusz-szabályozásának következménye lehet, de megelőzhető HV vagy HFol kölyök diétákkal.