雄性大鼠高盐高脂高糖饮食对子代代谢综合征程序化的影响及叶酸干预的探讨

A growing body of evidence indicates that paternal diet and other exposure factors play an important role in the phenotypic programming of the offspring metabolic syndrome。The applicant's one previous clinic research had shown that paternal obesity index(body mass index,BMI)associated with male offspring birth weight and so on, paternal obesity(BMI) may represent a risk factor for cardiovascular diseases of offspring in later life, but its specific mechanism needed be unmasked by animal experiment resarch. High salt-fat-sugar diet is a current important diet style and is an important factor causing obesity and the metabolic syndrome. Documents that whether paternal high salt-fat-sugar diet before mating program the offspring metabolic syndrome was lack so far. Male SD rat will be fed with high salt-fat-sugar diet before mating in this study, many molecular biology experimental skill will be adopted to to observe the impact of paternal high salt-fat-sugar diet on offspring metabolic syndrome programming,and to clarify the relationship among paternal high salt-fat-sugar diet before mating-sperm epigenetic abnormalities-offspring epigenetic abnormalities-metabolic syndrome.Moreover, folic acid will be given as a intervention treatment for this male rat which were fed with high salt-fat-sugar diet and its pregnant females, the interventional effect of folic acid on programming will be studied systematacially.Therefore,our study would add some new information for male-line fetal origins of adult disease and provide a new way for its intervention study.

越来越多的证据表明：父亲饮食等暴露因素在子代代谢综合征的表型规划当中发挥重要作用。申请者前期临床研究发现父亲肥胖指标即体重指数与男性子代出生体重等相关，父亲肥胖可能是子代心血管疾病的危险因素，然而，其具体机制尚需动物实验进行深入探讨。高盐高脂高糖饮食是当今人们重要的饮食特征，亦是一个重要的肥胖等代谢综合征致病因素。父亲交配前高盐高脂高糖饮食是否程序化子代代谢综合征尚缺乏文献资料。本项目用高盐高脂高糖饮食处理交配前雄性SD大鼠，利用分子生物学实验手段，观察其对子代代谢综合征程序化的影响，明确雄性大鼠交配前高盐高脂高糖饮食-精子表观遗传学异常-子代表观遗传学异常-代谢综合征的关系。此外，给予交配前高盐高脂高糖饮食处理的雄性大鼠和其孕鼠叶酸干预处理，系统研究其对程序化进程的干预效应。因此，本项目研究能为父系成人疾病胎儿起源学说的研究增添新资料，并为其干预研究提供新途径。

既往研究表明，父亲饮食等暴露因素在子代代谢综合征的表型规划当中发挥重要作用。项目研究用高盐高脂高糖饮食（高复合饮食）处理交配前雄性SD大鼠，利用分子生物学实验手段，观察其对子代代谢综合征程序化的影响。此外，给予交配前高复合饮食处理的雄性大鼠和其孕鼠叶酸干预处理，系统研究其对程序化进程的干预效应。项目研究发现：（1）亲代（F0）雄鼠交配前高复合饮食暴露后，出现体重下降，血清ALT和胆固醇升高等代谢紊乱。附睾精子悬液精子密度趋势下降和精子凋亡率改变无统计学差异。高复合饮食处理的雄鼠给予叶酸处理后，血清ALT水平修复。（2）高复合饮食家系子一代（F1）子鼠体重和体长增加，妊娠期叶酸处理家系F1子鼠体长降低。（3）通过对F1子鼠检测糖耐量实验（OGTT），发现高复合饮食家系F1子鼠血糖调控异常，具有性别差异，雌性F1子鼠更易出现血糖调控异常。妊娠期叶酸处理家系雌性F1子鼠血糖调控趋于改善。（4）高复合饮食家系F1子鼠肝脏脂肪变性评分增加，肝脏纤维化评分增加。妊娠期叶酸处理家系雌性F1子鼠肝脏纤维化评分降低。（5）高复合饮食家系F1子鼠胰岛β细胞密度降低。妊娠期叶酸处理家系和交配前叶酸处理家系雌性F1子鼠胰岛β细胞密度增加。（6）高复合饮食家系雌性F1子鼠肝脏与脂肪和血糖调控基因（P450, Ppara, pck1）基因表达异常。妊娠期给予叶酸和交配前给予叶酸有一定干预作用。研究结果阐释了雄性大鼠高复合饮食可能通过F1子鼠肝脏脂肪变性增加、肝脏纤维化增加、胰岛β细胞减少，和肝脏P450, Ppara, pck1基因表达异常等机制程序化雌性F1子鼠血糖调控异常。在妊娠期，给予高复合饮食暴露的雄鼠交配的孕鼠予以叶酸处理，有一定干预效果。此外，项目主持人参与一项研究发现：子鼠基因正常的情况下，母鼠eNOS基因异常将程序化子代肝脏脂肪变性的产生。参与另外一项研究发现：断乳后给予叶酸处理，可能通过修复肾脏P53甲基化，而修复低出生体重大鼠成年期肾脏功能异常。而且，项目主持人总结了既往父系来源的成年期心血管代谢疾病的研究进展。总之，我们的研究工作将有助于人们加深对健康和疾病的发育起源（DOHaD）学说的机制研究和干预研究的认识。