孕母代谢环境与新生儿出生体重的关系及其机制研究

摘要

研究背景：
　　胎儿在官内遭遇不良代谢环境因素，可导致其出生体重异常及日后一系列成人疾病的发生，包括2型糖尿病、肥胖等。而在此过程中，可能涉及到调控胎儿生长发育关键基因甲基化修饰的改变，通过影响基因表达，进而影响新生儿出生体重。但是这些关键基因甲基化及表达水平在个体出生时是否发生改变，其与孕母代谢环境及新生几出生体重又存在什么样的关系，目前尚不明确，且此方面研究较少。因此，本研究试图通过对脐血中这些基因甲基化及其表达水平的研究来探索其与孕母代谢环境及新生儿出生体重的关系，进而可为异常出生体重和代谢综合征的早期预防提供理论依据。
　　目的：
　　1.分析孕母代谢环境（孕前BMI、血脂血糖代谢等）与新生儿出生体重的关系;
　　2.分析脂肪细胞因子及胰岛素样生长因子水平与孕母代谢环境及新生儿出生体重的关系;
　　3.分析调控胎儿发育关键基因甲基化及表达水平与孕母代谢环境及新生儿出生体重的关系;
　　方法：
　　1.选取2010年1月1日到2011年6月30日在永康、湖州、慈溪、宁海、绍兴、义乌、东阳、温岭妇幼保健院进行定期产检并准备在该医院分娩的孕晚期（孕28-37周）孕妇作为研究对象，按照纳入与排除标准建立研究队列。获取其知情同意后，入选孕妇填写孕期膳食营养及背景情况调查表并抽取空腹静脉血，待分娩后由医生填写新生儿出生情况调查表，同时抽取脐静脉血。最终符合纳入与排除标准且资料完整的研究对象为3021例。抽取的孕母血及脐血样本均进行C肽、胰岛素(insulin)、糖化血红蛋白(Glycosylated hemoglobin，HBA1c)、甘油三酯(triglyceride，TG)、总胆固醇(total cholesterol，TC)、高密度脂蛋白胆固醇(High density lipoproteincholesterol，HDL-C)和低密度脂蛋白胆固醇(Low density lipoprotein cholesterol，LDL-C)水平的测定。根据新生儿出生胎龄和出生体重，分为小于胎龄儿(Small forgestational age，SGA)、适于胎龄儿(Appropriate for gestational age，AGA)、大于胎龄儿(Large for gestational age，LGA)，分层随机抽样，共抽取302对孕母-新生儿进行血浆脂肪细胞因子、胰岛素样生长因子水平及关键基因mRNA表达水平的测定。分层随机抽取49例新生儿进行脐血中关键基因甲基化水平的测定。孕母代谢环境主要包括:孕母孕前BMI、孕母血脂血糖代谢及血压。
　　2.302对孕母血、脐血血浆中总脂联素(Total-adiponectin，Total-ADPN)、高分子量脂联素(HMW-adiponectin，HMW-ADPN)、瘦素(Leptin)、胰岛素样生长因子-1(insulin-like growth factor-1，IGF-1)、胰岛素样生长因子-2(insulin-like growthfactor-2，IGF-2)水平测定采用酶联免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)。
　　3.脐血中相关代谢基因mRNA的表达水平测定采用实时荧光定量(Real-timeRT-PCR)方法。目的基因如下:脂肪量和肥胖相关基因(fat mass and obesityassociated gene，FTO)、瘦素(leptin，LEP)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisomeproliferator-activated receptorγ，PPARγ)、低密度脂蛋白受体(Low densitylipoprotein receptor, LDLR)、IGF2。
　　4.脐血目的基因甲基化水平测定采用亚硫酸氢盐测序法(bisulfitesequencing PCR，BSP)法，选择LEP、IGF2、PPARγ、胰十二指肠同源盒(pancreaticand duodenal homeobox1，PDX1)为目的基因。
　　结果：
　　1.孕母孕前BMI与新生儿出生体重呈正性相关;新生儿男孩中LGA的发生率明显高于女孩;孕母血C肽、HBA1c、insulin、TG及脐血C肽、insulin水平与新生儿出生体重呈正性相关，而孕母血HDL-C、TC及脐血TG水平是SGA＞ AGA＞ LGA组，差异均具显著性(p＜0.05)。校正混杂因素后，脐血C肽和TG水平以及孕母高龄、孕前BMI、新生儿性别与SGA独立相关;孕母血HBA1c、HDL-C、LDL-C、TG与脐血insulin水平、孕前BMI、新生儿性别与LGA独立相关。
　　2.孕母血Total-ADPN水平是SGA＞ AGA＞ LGA组，而脐血Total-ADPN、IGF-1、Leptin、IGF-2水平是SGA＜ AGA＜ LGA组，差异均具显著性(p＜0.05);孕母血IGF-1、Leptin、IGF-2及脐血IGF-1、leptin水平随孕前BMI的增高而明显上升，孕母血HWM-ADPN水平在孕母超重/肥胖组明显升高，脐血HWM-ADPN水平在孕母消瘦组明显下降;在糖耐量异常及糖尿病组孕母血HWM-ADPN水平明显降低，而IGF-2水平明显升高，Leptin水平在糖耐量异常组明显升高。校正混杂因素后，孕母血Total-ADPN、Leptin、IGF-2以及脐血Leptin、IGF-2水平是SGA的独立影响因素;孕母血Total-ADPN及脐血Leptin、IGF-1、IGF-2水平是影响LGA的独立影响因素。
　　3.孕母血高TG组脐血PPAR-γ基因mRNA水平明显高于正常组(p＜0.05); LEP基因mRNA表达水平在孕母高HDL-C组明显下降(p＜0.05);男孩脐血FTO、IGF2、PPAR-γ基因mRNA表达水平明显高于女孩(p＜0.05)。校正混杂因素后，IGF2、LDLR基因mRNA表达水平仍与SGA呈独立相关。
　　4.男孩脐血中PDX1-DMR1、PPARγ-DMR1甲基化水平明显低于女孩(p＜0.05)。
　　结论：
　　1.孕母孕前BMI＜18.5kg/m2及孕母高龄（≥35岁）均是SGA发生的独立危险因素;孕母孕前BMI≥25 kg/m2与新生儿男孩是LGA的独立危险因素。脐血高C肽水平是SGA发生的独立保护因素，而脐血高TG水平是SGA发生独立危险因素;孕母血高HBA1c、TG水平及脐血高insulin水平是LGA发生的独立危险因素，孕母血高HDL-C及低LDL-C水平是LGA发生的独立保护因素。
　　2.与正常组相比，GDM组孕母血HMW-ADPN水平明显降低，提示孕母血低HMW-ADPN水平可能参与孕母GDM中的胰岛素抵抗;孕母血HMW-ADPN水平随孕前BMI的增高而明显降低，提示高BMI孕母体内可能存在胰岛素抵抗;孕母血高Total-ADPN水平、脐血低leptin、IGF-2水平是SGA发生的独立危险因素，其中孕母血高Total-ADPN水平可在一定程度上预测SGA的发生。脐血高IGF-1、IGF-2、leptin水平是LGA发生的独立危险因素，脐血高IGF-1及leptin水平可在一定程度上预测LGA的发生。孕母血高Total-ADPN水平、脐血低leptin水平是LGA发生的独立保护因素。
　　3.孕母血高TG组PPAR-γ基因mRNA表达水平明显升高，提示PPAR-γ基因mRNA表达水平高可能是LGA发生的机制之一;脐血LEP基因mRNA表达在孕母高HDL-C组明显下降，LEP低表达水平可能是LGA发生风险降低的其中一个介导机制;与女孩相比，男孩脐血FTO、IGF2、PPAR-γ基因mRNA表达水平明显升高，提示这些基因表达水平高可能是男孩更易成为LGA的机制之一;脐血LDLR基因mRNA表达水平低和SGA发生呈独立相关，提示LDLR基因mRNA表达水平低可能是SGA导致血脂代谢紊乱的部分机制。
　　4.男孩脐血中PPARγ-DMR1甲基化水平明显低于女孩，说明PPARγ-DMR1基因的表观调控可能是男孩更易成为LGA的发生机制之一。