Excesul de donator de metil în perioada perinatală reduce secreția postnatală de leptină la șobolan și

iro.waykun.com - Pași pentru a slăbi mâine

Afilieri INRA, UMR1280, Physiologie des Adaptations Nutritionnelles, Nantes, France, Université de Nantes, UMR 1280, Physiologie des Adaptations Nutritionnelles, Nantes, France

Afilieri INRA, UMR1280, Physiologie des Adaptations Nutritionnelles, Nantes, France, Université de Nantes, UMR 1280, Physiologie des Adaptations Nutritionnelles, Nantes, France

Fanny Giudicelli,
Anne-Laure Brabant,
Isabelle Grit,
Patricia Parnet,
Valérie Amarger

Cifre

Abstract

Citare: Giudicelli F, Brabant A-L, Grit I, Parnet P, Amarger V (2013) Excesul de donator de metil în perioada perinatală reduce secreția postnatală de leptină la șobolan și interacționează cu efectul conținutului de proteine în dietă. PLOS ONE 8 (7): e68268. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0068268

Editor: Marcia B. Aguila, Universitatea de Stat din Rio de Janeiro, Centrul Biomedical, Institutul de Biologie, Brazilia

Primit: 2 aprilie 2013; Admis: 28 mai 2013; Publicat: 1 iulie 2013

Finanțarea: FG a fost susținut de o subvenție de la INRA și regiunea Pays de la Loire. Finanțatorii nu au avut niciun rol în proiectarea studiului, colectarea și analiza datelor, decizia de publicare sau pregătirea manuscrisului.

Interese concurente: Autorii au declarat că nu există interese concurente.

Introducere

Acum este larg acceptat faptul că nutriția maternă în perioadele periconceptuale și perinatale, pe lângă furnizarea de substanțe nutritive necesare pentru o creștere și dezvoltare optimă a fătului, poate participa la programarea tulburărilor metabolice, cum ar fi hipertensiunea arterială, toleranța afectată a glucozei, dislipidemia și supraponderabilitatea [1-6].

Restricția proteinelor materne (PR) este un model frecvent utilizat de programare nutrițională care are impact asupra creșterii fetale și postnatale și asupra metabolismului pe termen lung [7-10]. Mecanismele precise care stau la baza acestor efecte sunt încă neclare, probabil din cauza numărului și varietății lor mari, de la lipsa de aminoacizi și azot la modificări structurale ale țesuturilor și afectarea expresiei genelor [11-15]. Efectul PR matern asupra reglării epigenetice a mai multor gene din diferite țesuturi a fost demonstrat [16-20], iar mecanismele epigenetice sunt acum recunoscute ca fiind principalii factori care contribuie la influența mediului timpuriu asupra expresiei genelor pe termen lung [21]. Mai mulți nutrienți s-au dovedit a fi deosebit de importanți în reglarea acestor mecanisme. De exemplu, efectele adverse ale restricției proteinelor asupra metilării ADN-ului pot fi inversate prin adăugarea unui supliment de acid folic [22-24], iar deficiența maternă a colinei a fost asociată cu modificări ale reglării epigenetice [25-27].

În această lucrare, am abordat problema interacțiunii dintre restricția de proteine și aportul de donator de metil în dieta maternă și consecințele asupra creșterii fetale, postnatale și pe termen lung. Am făcut alegerea de a suplimenta dieta maternă cu un exces de mai mulți nutrienți din calea metabolică cu un singur carbon (metionină, colină, acid folic, Vit B12, zinc și betaină) pentru a crea o provocare epigenetică nutrițională prin influențarea disponibilității grupări metil [36.37]. Prezentăm aici consecințele asupra secreției de leptină și insulină, creșterea timpurie și creșterea în greutate pe termen lung.

Materiale și metode

Declarație de etică

Procedurile și întreținerea animalelor au fost efectuate în conformitate cu Directiva 2007/526/CE a Consiliului Comunităților Europene și au fost aprobate de Institutul Național de Căutare Agronomică (INRA, Paris, Franța). Protocolul a fost aprobat de comitetul local de etică pentru experimentarea animalelor (Comité Régional d'Ethique en Experimentation Animale Pays de Loire sub numărul de licență CEEA.2010.02).

Animale și diete

Puii au fost înțărcați la vârsta de 21 de zile pe aceeași dietă standard de creștere până la vârsta de 42 de zile (SAFE A03) și au fost hrăniți cu o dietă standard de întreținere (SAFE A04) până la vârsta de 23 de săptămâni. La 23 de săptămâni, tuturor animalelor li s-a oferit acces gratuit la o dietă occidentală hipercalorică bogată în grăsimi bogate în zaharoză (4021,87, Arie Blok, Woerden, Olanda) timp de 4 săptămâni și sacrificate după un post peste noapte. Greutatea animalelor și aportul de alimente au fost înregistrate de trei ori pe săptămână.

Determinarea hormonilor plasmatici și a metaboliților

Nivelurile plasmatice de colesterol, glucoză și trigliceride (TG) au fost determinate folosind truse comerciale (Colesterol RTU, Glucose RTU, TG PAP 150) de la bioMérieux (Marcy l’étoile, Franța). Concentrațiile de leptină și șobolan au fost determinate cu seturi ELISA specifice (analiza plăcii cu 96 de godeuri de insulină de șobolan și șobolan/șoarece) de la Millipore.

RT-PCR cantitativ în timp real

ARN-ul total a fost extras din țesutul adipos alb folosind Qiazol (Qiagen Sciences, Maryland, SUA) și cuantificat utilizând spectrofotometrul Nanovue (GE Health Care, Franța). Integritatea ARN a fost confirmată prin electroforeză pe gel de agaroză și, pentru un set aleatoriu de probe, folosind Agilent BioAnalyser 2100. Sinteza ADNc și PCR în timp real au fost efectuate așa cum s-a descris anterior [38]. Două gene de referință au fost utilizate ca control intern, β-actină și Beta 2 Microglobulin (B2M). Au fost alese și validate folosind software-ul Genorm® [39]. Expresia relativă a ARNm a fost calculată utilizând metoda 2-∆∆Ct. Exemple de secvențe sunt date în Tabelul S2.

Analiza metilării ADN-ului prin pirosecvențiere

ADN-ul genomic a fost extras din țesutul adipos alb folosind kitul de țesuturi Nucleospin® (Macherey Nagel, GmbH & Co, Franța). Două micrograme au fost supuse modificării bisulfitului utilizând kitul de modificare a bisulfitului Detector de metil (Active Motif, Europa, Rixensart, Belgia) conform instrucțiunilor producătorului. Doi pl din ADN-ul modificat au fost amplificate prin PCR imbricat cu primerii proiectați folosind MethPrimer [40], utilizând kitul Pyromark PCR (Qiagen Sciences, Maryland, SUA) în următoarele condiții 95 ° C-10 min, 25 cicluri (95 ° C ) -30s, 56 ° C-1min 30s, 72 ° C-1min) pentru prima PCR și 95 ° C-10 min, 30 de cicluri (95 ° C-30s, 56 ° C-30s, 72 ° C-30s) pentru al doilea PCR. Două din 1 din PCR 1 au fost utilizate ca șablon pentru a doua PCR. Pregătirea eșantionului și piroza secvențierea au fost efectuate folosind instrumentul Pyromark Q96 (Qiagen) urmând recomandările producătorului. Toate probele (6 până la 8 persoane/grup) au fost analizate în duplicate în experimente separate și valorile obținute au fost calculate în medie. Exemple de secvențe sunt date în tabelul suplimentar S2.

Analize statistice

Tabelul 1. Mărimea așternuturilor, greutatea corporală și aportul total de alimente al barajelor în timpul gestației și alăptării.

Aportul de alimente în timpul alăptării a rămas mai scăzut pentru barajele Rsup, dar a crescut pe tot parcursul alăptării pentru barajele Csup, ducând la un aport cumulativ similar cu martorii (Tabelul 1).

Impactul asupra greutății la naștere și creșterea postnatală

Tabelul 2. Greutatea corporală a descendenților la naștere și înțărcare și parametrii metabolici și hormonali la înțărcare.

Creșterea postnatală a fost dramatic afectată în grupurile cu proteine restricționate (R și Rsup) comparativ cu martorii cu pui Rsup și R cântărind cu aproximativ 45% și cu 21% mai puțin decât martorii la înțărcare (Tabelul 2).

Parametrii metabolici și hormonali plasmatici la D21

Glucoza plasmatică a fost redusă cu aproximativ 25% la bărbații Rsup și a crescut la femelele Csup și R (+18 și respectiv 12%) comparativ cu martorii. Colesterolul a fost redus și la bărbații Rsup (-18%), în timp ce nu a existat nicio diferență între grupuri pentru femei. Nivelurile de trigliceride plasmatice au fost semnificativ reduse în cele trei grupuri experimentale comparativ cu martorii, în special în grupurile R și Rsup ale căror concentrații au fost de aproximativ 4 ori mai mici (Tabelul 2).

Puii din grupurile cu proteine restricționate (R și Rsup) au avut niveluri mai mici de insulină (Tabelul 2). Acest efect a fost subliniat de suplimentarea cu MD (grupul Rsup, -70% comparativ cu martorii), în timp ce suplimentarea cu MD în absența restricției de proteine nu a avut niciun efect (Csup).

Leptina plasmatică la D21 a fost puternic redusă (-40 până la -70%) în grupurile suplimentate cu MD (Csup și Rsup) atât la bărbați, cât și la femei, comparativ cu martorii. Un efect cumulativ puternic atât al restricției de proteine, cât și al suplimentării cu MD (grupul Rsup) a fost observat la femei, care au prezentat niveluri de leptină de 5 ori mai mici decât martorii (Tabelul 2). Pentru a testa dacă leptina plasmatică a puilor a fost influențată de leptina maternă prin aportul de lapte, am măsurat nivelul leptinei plasmatice la barajele care alăptează chiar înainte de înțărcare. Nu a existat nicio diferență semnificativă între barajele C, Csup și R, dar un nivel de 3 ori mai mic în barajele Rsup comparativ cu martorii (Tabelul 2). Barajul leptinei plasmatice a fost bine corelat cu greutatea corporală (r = 0,8 p Figura 1. Expresia relativă a genei Leptin în țesutul adipos la D21.

Expresia genei Leptinei a fost măsurată pe țesutul adipos alb de la bărbați (A) și femele (B) sacrificate la D21 după post peste noapte. Datele individuale sunt prezentate utilizând un grafic scatter cu mediană. a, b Grupurile care au același supercript nu sunt semnificativ diferite între ele (p Figura 2. Secvența nucleotidică a promotorului genei leptinei de șobolan.

Siturile CpG a căror nivel de metilare a fost analizat sunt numerotate de la 1 la 16. Sunt indicate pozițiile sitului de legare a factorului de transcripție C/EBP, caseta TATA și exonul 1. C: Control, Csup: Control MD suplimentat, R: Protein restricționat, Rsup: Protein restricționat MD suplimentat.

Tabelul 3. Greutatea corporală la 23 și 27 de săptămâni.

Animalele au fost hrănite cu dietă chow până în săptămâna 23 și dieta occidentală (WD) din săptămâna 23 până la 27. Greutatea corporală pentru bărbați (A) și femele (B) a fost înregistrată de trei ori pe săptămână. Valorile sunt exprimate ca medie ± SEM (* p a, b Grupurile care au același supercript nu sunt semnificativ diferite între ele (p Figura 5. Leptina plasmatică la șobolani vechi de 27 de săptămâni.

Domenii de subiect

Pentru mai multe informații despre domeniile PLOS, faceți clic aici.

Dorim feedback-ul dvs. Aceste domenii de subiect au sens pentru acest articol? Faceți clic pe țintă lângă zona subiect incorectă și anunțați-ne. Multumesc pentru ajutor!

Este subiectul „Leptină” aplicabil acestui articol? da nu