父亲的慢性高脂肪饮食对雌性老鼠后代的β细胞功能障碍进行了编程
Sheau-Fang Ng1, Ruby C Y Lin, D Ross Laybutt
1Department of Pharmacology, School of Medical Sciences, University of New South Wales, New South Wales, Sydney 2052, Australia.
Nature
|October 22, 2010
概括
在老鼠中,父亲的高脂肪饮食暴露会导致雌性后代的代谢功能障碍,影响胰岛素分泌和葡萄糖耐受性. 这项研究揭示了从父亲到后代的非遗传代际影响.
科学领域:
- 代谢研究研究 代谢研究
- 生殖生物学 生殖生物学
- 遗传学和表观遗传学
背景情况:
- 全球肥胖率正在上升,导致2型糖尿病. 父母的肥胖是儿童肥胖的一个危险因素.
- 已知母亲肥胖对后代的影响,但对父亲的影响,特别是非遗传的影响,不太了解.
- 研究父亲饮食在代际代谢编程中的作用对于了解肥胖和糖尿病传播至关重要.
研究的目的:
- 调查父亲高脂肪饮食 (HFD) 暴露对后代代谢健康的非遗传影响.
- 为了确定父亲的HFD是否可以诱导代谢功能障碍,特别是β细胞功能障碍,在女性后代.
- 探索包括基因表达和表观遗传变化在内的分子机制,这些机制是后代中父性HFD诱导的代谢编程的基础.
主要方法:
- 斯普拉格-道利大鼠被食高脂肪饮食 (HFD) 或控制饮食. 在交配之前,父亲的HFD暴露一直保持在慢性.
- 女性后代 (F1代) 的代谢参数包括体重,肥胖,耐葡萄糖和胰岛素敏感性.
- 在成年雌性后代中分析了胰腺小岛基因表达,更广泛的基因通路和特定基因甲基化 (Il13ra2).
主要成果:
- 父亲的HFD诱导了肥胖,葡萄糖耐受性受损和父亲的胰岛素耐药性.
- 雌性后代表现出早期出现的胰岛素分泌和葡萄糖耐受性受损,随着时间的推移恶化,尽管脂肪正常.
- 父亲HFD改变了642个胰岛基因和2,492个后代的更广泛基因的表达,涉及信号通路 (,MAPK,Wnt) 和表观遗传变化,如Il13ra2低甲基化.
结论:
- 父亲暴露于HFD可以通过非遗传性,代际传播为雌性后代编程β细胞功能障碍和代谢障碍.
- 这项研究为哺乳动物提供了第一个证据,证明了父性HFD的代谢后果在没有遗传变化的情况下被传给后代.
- 研究结果强调了父亲的代谢健康和饮食在后代的长期代谢编程和疾病风险中的关键作用.
