妊娠期宫内高糖环境对子代亲源性基因印记的影响及其遗传效应机制的研究

"胎儿编程"学说的提出，使胎儿源性成人疾病成为现代医学的研究焦点。妊娠期糖尿病，已被证实在排除遗传因素后增加子代疾病风险，但发病机制不清。本实验室前期研究发现妊娠期宫内高糖环境出生小鼠，其出生体重、糖代谢改变具有明显的亲源性遗传效应，提示表观遗传机制，特别是基因印记改变可能在胎儿及隔代疾病发生中起重要作用。本项目拟进一步研究宫内高糖环境对小鼠子代印记基因表达谱和组织特异性的影响及在传代中导致病理遗传效应的机制。利用基因芯片技术横向（宫内高糖鼠和正常鼠）和纵向（亲代、子一代和子二代）比较子代生殖细胞和体细胞（以胰岛和肌肉细胞为代表）以及胎盘这三大类细胞的基因印记差异表达谱和组织特异性基因印记变异；利用焦磷酸测序技术检测差异表达基因印记控制区甲基化模式；利用单核苷酸多态性分析检测印记紊乱相关编码基因突变类型。从表观遗传调节层面阐明高糖环境对胎儿发育的影响机制，为实现疾病源头控制提供理论依据。

项目按计划完成。.研究背景和方向： "胎儿编程"学说的提出，使胎儿源性成人疾病成为现代医学的研究焦点。妊娠期糖尿病，已被证实在排除遗传因素后增加子代疾病风险，但发病机制不清。本研究从表观遗传调节层面阐明高糖环境对胎儿发育的影响机制，为实现疾病源头控制提供理论依据。.研究内容：1. 研究宫内高糖环境出生小鼠子一代及子二代的生长发育及糖代谢状况，明确宫内高糖环境所致成年期疾病的发病风险及隔代遗传效应。2. 研究宫内高糖环境出生小鼠子一代及子二代的胰岛功能、胰岛细胞印记基因的表达以及Igf2/H19差异甲基化区的甲基化状况，分析胰岛细胞发育及糖尿病发病相关印记基因的表达差异，评估宫内高糖子代及隔代发生甲基化异常的风险，探索胰岛功能、印记基因表达与甲基化的关系。3. 研究宫内高糖环境出生子一代及子二代小鼠胎盘基因表达谱与对照组是否存在差异，阐明其差异程度。.研究结果和结论：1. 宫内高糖环境出生子一代及子二代小鼠出生体重及糖代谢状况异常，子代雄鼠糖耐量异常表型较雌鼠更加明显；子一代父源性因素对子二代的生长及糖代谢起主导作用，具有亲源性遗传特征，提示表观遗传机制可能在子代及隔代疾病发生中起重要作用。2. 宫内高糖环境出生子代小鼠胰岛的葡萄糖刺激后胰岛素释放功能受损，是导致子代糖耐量异常表型的主要原因之一。印记基因Igf2、H19表达降低，可能为胰岛细胞功能异常的机制之一。宫内高糖环境出生子一代及子二代小鼠胰岛Igf2/H19差异甲基化区中Igf2 DMR2和H19 DMR的甲基化水平较对照组增高，为印记基因Igf2、H19表达降低的主要机制。3. 部分与胎盘发育及代谢相关的非印记基因及印记基因在宫内高糖环境出生子一代及子二代胎盘中表达发生改变，可能影响胎盘功能从而影响胎儿宫内生长发育。