母代大鼠高脂饮食对子代早期肝脏脂代谢及其相关基因表达的影响

摘要

胎源性成人疾病（Fetal Origins adult disease，FOAD）与健康和疾病的发育起源学说（Developmental Origins of Health and Disease Hypothesis，DOHaD）都强调母亲孕期营养对子代生长发育至关重要。早年研究发现孕期营养不良可增加子代成年后罹患代谢性疾病的风险。近年，随着肥胖，特别是儿童肥胖患病率的迅速增加，母亲孕期高脂高营养状态对子代代谢性疾病发生的影响也逐渐引起重视。本课题旨在探索母代大鼠稳定高脂饮食对子代早期肝脏脂肪变、脂代谢的影响，及其可能机制。
　　第一部分：母代大鼠高脂饮食对子代早期肝脏脂代谢的影响
　　目的：通过母鼠孕期与哺乳期高脂饮食，观察母代高脂饮食对子代早期生化指标及肝脏病理改变的影响。
　　方法：SD雌性大鼠随机分成高脂饮食组（HF-F0组）和对照组（CON-F0组），至交配怀孕产仔，哺乳期母鼠继续原饮食并喂养子鼠至其3周龄断乳，取肝脏组织观察肝脏病理变化，同时心脏采血检测相关代谢指标。
　　结果：HF-F1组子鼠平均出生体重低于CON-F1组（P=0.027），而至PND7和断乳PND21时体重均明显高于CON-F1组子鼠（P值均为1.00E-04）；PND21时HF-F1组糖耐量曲线下面积（AUC）、血清总CHO与TG水平、肝脏内TG含量均高于CON-F1组，差异有统计学意义（P值分别为3.00E-04、0.025、0.031和0.01）。HF-F1组子鼠于PND1和PND7时即可见肝细胞弥漫小泡性变性，至PND21时肝细胞呈现弥漫性空泡变性，部分区域以大泡性变性为主。
　　结论：母鼠孕期持续至哺乳期的高脂饮食可引起幼年期子代糖耐量减退、高脂血症及肝脏脂肪变性等改变。
　　第二部分：母代高脂饮食对幼年期子代肝脏脂肪酸代谢相关基因表达的影响
　　目的：观察脂肪酸代谢相关基因在母代高脂饮食下幼年子代肝脏中的表达变化。
　　方法：建立高脂饮食诱导肥胖母鼠模型，待子鼠21天龄断乳时，对其肝脏RNA进行Affymetrix基因芯片检测，对表达差异的基因进行参数分析，同时采用实时荧光定量PCR法验证芯片结果中肝脏内脂酸合成和脂质氧化相关基因的表达。
　　结果：与CON-F1组子鼠比较，HF-F1组子鼠肝脏内有120种基因表达异常，其中76种基因（63.3％）表达上调，44种基因（36.7%）表达下降。通过Pearson相关性检验做出层次聚类，筛选出高脂组中表达上调和下调的脂质代谢相关的亚功能基因。芯片及实时荧光定量PCR结果均显示，脂质合成的一些关键基因表达增加，如转录因子Srebf1及其下游靶基因Fas，Acaca在FI-HF组中的表达呈上升趋势（P值分别为0.084，0.465和0.156），PPARγ表达呈下降趋势（P=0.444），而脂质合成相关的基因Me1和Scd1在HF-F1组中表达却显著升高（P值分别为0.002和0.027）。两组子代肝脏中脂质氧化分解相关的基因表达也有差异，HF-F1组中关键转录因子PPARα及其靶基因脂肪酸β氧化限速酶Cpt1α表达上调（P值分别为0.015和0.017），参与催化脂酸利用第一步的Acsl3基因表达下降（P=0.021），脱氢酶Ehhadh基因表达上调（P=0.001）。
　　结论：母鼠孕期持续至哺乳期的高脂饮食可抑制子代幼年期肝内脂肪酸从头合成途径相关基因表达，诱导β氧化相关基因表达代偿性增加，这可能与子代早期对不良坏境的暂时性应激性保护作用有关，但这一代偿作用尚不能阻止子代肝脏脂肪变性的发生。
　　第三部分：母代高脂饮食对子鼠早期肝脏组织P53通路中相关基因表达的影响
　　目的：观察肝脏P53代谢通路中相关基因在母代高脂饮食下的子代幼年期中的表达变化。
　　方法：通过建立高脂饮食诱导肥胖母鼠模型对其子鼠21天龄断乳时肝脏RNA进行Affymetrix基因芯片分析筛选出的P53通路中，表达不同的基因进行达进行实时荧光定量PCR验证。
　　结果：实时荧光定量PCR检测示P53与其靶基因P21表达呈上升趋势（P值分别为0.063和0.076），P53下游基因NOXA、PUMA和P21下游基因Ccnd1（cyclin D1）表达均显著高于对照组（P分别为0.045和0.023），P53下游基因PUMA和P21下游基因Ccne2（cyclin E2）表达亦高于对照组，但差异无统计学意义（P分别为0.194和0.095）。
　　结论：母鼠孕期持续至哺乳期的高脂饮食可引起子代幼年期肝内P53信号通路活性增加，可能与子代肝脂肪变的发生有一定关系。