Lin28/let-7轴在低出生体重大鼠成年期2型糖尿病形成中的作用

There has been amounting of studies that describe low birth weight increasing risk of T2DM in spite of mechanisms incompletely investigated. In our previous studies, we obtained low birth weight rats model with obesity dams. Monitoring growth process of female offspring have revealed insulin resistance, downregulated Lin28 , overexpressed let7 as well as other target gens in muscular tissues in adult rats. Lin28/let7 axis as a central regulator of mammalian glucose metabolism has been established previously. We hypothesized that the lower expression of Lin28 and high expression of its target, let7, may be caused by adverse intrauterine environment. Catch-up growth of low birth weight was correlated with low expression of lin28 under the impact of excess nutrient. The low expression of Lin28 will elicit obesity and T2DM with the high fat diet induction. In the present project, we will further evaluate the dys-regulation of Lin28/let7 axis and impaired glucose tolerance in more offspring from maternal obesity and maternal diet restriction model and compare the risk of T2DM in those Lin28 low expressions induced by high fat diet. Besides, we will investigate the relationship of low birth weight and frequency of T2DM in adulthood.

大量研究证实，低出生体重可导致2型糖尿病发病风险增加，但机制尚未阐明。我们在前期研究中，获得一个母体肥胖但子代出生体重降低的大鼠家系，雌性后代成年期出现胰岛素抵抗，肌肉组织Lin28a表达下降，let-7增加，靶基因下调。Lin-28/let-7轴已被证实在糖代谢调节中发挥重要作用。我们推测，由于宫内不良环境， Lin28表达下降，let-7增高，导致胎儿发育缓慢，出生体重降低；出生后， Lin28低表达使得子代在相对 "营养过剩"条件下，出现追赶生长；在高脂饮食诱导下，Lin28a的低表达使个体易产生肥胖和2型糖尿病。我们将在本课题中，进一步通过母体肥胖和孕期低蛋白饮食动物模型，筛选低出生体重子代，分析Lin28/let-7轴的表达异常对糖耐量的影响及机制，观察在高脂诱导下Lin28低表达的个体2型糖尿病发生情况，并结合慢病毒肌肉注射技术，深入研究低出生体重与成年期2型糖尿病形成的关系。

Lin28/let-7调控PI3K-AKT-mTOR信号通路。母鼠孕期低蛋白饮食，可以影响子代小鼠脾脏mTOR蛋白表达量及其磷酸化水平，但具体机制尚不明确。这项研究课题主要研究母鼠低蛋白饮食及出生后的生命早期阶段营养不良对mTOR信号通路所造成的影响。经过三年的研究工作，主要取得如下进展：1.通过母鼠孕期低蛋白饮食，建立IUGR小鼠模型，我们研究发现母鼠长期低蛋白喂养组，子代小鼠存在追赶生长现象。母鼠孕期低蛋白喂养和长期（孕期及出生后4周）低蛋白喂养与对照组的子代小鼠脾脏组织总mTOR蛋白水平并未有显著差异，但长期低蛋白喂养可导致子代小鼠脾脏mTOR磷酸化水平提高，mTOR信号通路活性增强；短期低蛋白饮食（仅孕期）可使子代小鼠脾脏mTOR磷酸化水平略有下降。2.我们同样也构建宫内营养不良大鼠模型，观察宫内营养不良及出生后生命的早期阶段营养不良对子代大鼠肝脏mTOR信号通路的影响，并且进一步进行DNA甲基化分析。我们发现宫内蛋白质营养不良抑制了胎儿的肝脏中mTOR的表达，同时影响了其下游的S6k1、Lipin1、Srebf1、Pparg、Ppara的表达，也就是宫内营养不良影响了子代肝脏组织的mTOR信号通路；其中对雄性子代较雌性子代的影响更严重一些。我们同时也发现出生后营养环境变好会逆转宫内营养不良对mTOR的表达的抑制作用，使肝脏mTOR的表达上调，出现反弹现象。3.除此之外，我们还构建母体肥胖的大鼠模型，研究母体妊娠期、哺乳期肥胖的长期生理学效应促进肥胖、高血压、胰岛素抵抗和高脂血症的具体机制以及子代脂肪组织中Lin 28/let 7途径的变化。结果发现：高脂肪饮食会诱导母体肥胖，导致胰岛素抵抗和其他代谢异常，从而引起2型糖尿病和肥胖。产妇营养过剩是子代肥胖和Lin28 / let-7失调的主要影响因素。基于之前的研究，我们还证实了在怀孕期间过度喂食所导致的子代肥胖与Lin28/ let-7轴代谢途径有关。可表现为2个月时体重增加，葡萄糖耐量受损，胰岛素抵抗，以及循环甘油三酯和肌酐水平升高等。4.本课题在执行期内，共发表中文核心期刊论文1篇，培养硕士研究生3名。