Резюме

1. Въведение

Ранното развитие на организма на бозайник представлява критично време за определяне на здравето и болестите в неговия възрастен живот. През този период настъпват специфични времеви прозорци, когато развиващият се организъм е особено податлив на излагане на околната среда, способен да промени резултата от своя фенотип. Храненето представлява един от най-важните фактори, които оказват влияние върху силно чувствителния развиващ се плод, и то чрез комплекс от физиология на майката и маточно-плацентарната единица [1].

Наличността и съставът на хранителните вещества влияят върху епигенетичните белези, тъй като те се установяват в развиващия се организъм, влияят върху неговото развитие чрез промени в активността на неговите гени и чрез модулиране на метаболитните пътища. Диетата, както и други фактори на околната среда влияят върху установяването или поддържането на специфични епигенетични модели чрез активността на метилтрансферази [2] или модификации на хистон [3,4]. Що се отнася до метилирането на ДНК, не само значение има активността на метилтрансферазите. Субстратът - донорите на метил също трябва да бъдат осигурени от майчината диета [5]. Важно е да се спомене, че епигенетичните модификации могат да се поддържат след митотични клетъчни деления [6,7] и без да се установява установеният модел, действието на DNMT1 (ДНК метилтрансфераза 1) е отговорно за поддържането на тези модели на метилиране през целия живот. Ето защо ранното излагане на въздействието на екологични стимули със способността да променя трайно епигенома може да повлияе на здравето/състоянието на заболяването по-късно в живота [6,7]. От друга страна, значението на геномния фон както на майката, така и на плода за риска от заболяване при възрастни, както и за чувствителността към дразнители от околната среда също е многократно показано [8,9].

Наистина трансгенерационният трансфер може да се случи само ако никоя от клетъчните линии не е пряко повлияна от стимула на околната среда. Ако жената от поколение F0 е повлияна от стимул по време на бременност, зародишната линия от поколение F2 в развиващия се плод F1 е засегната и следователно наблюдаваният ефект обикновено се обозначава като междупоколен [10,11].

Поради повишения интерес към факторите на околната среда, способни да променят развитието на бозайниците по отношение на заболяването в зрелия живот (DOHAD, развитието на здравето и заболяванията), много проучвания, използващи животински модели, се фокусираха върху разбирането на основните механизми през последните години. Ефектите от приема на микроелементи и различни режими на хранене на родителите върху здравето на потомството след раждането са широко докладвани [12,13,14,15,16,17]. Въпреки че много изследвания се фокусират върху належащия проблем с прехранването на родителите и как той влияе върху потомството, ролята на отделните източници на макронутриенти в тези ефекти тепърва ще се разбира. Нашето проучване разглежда по-отблизо значението на източника на въглехидрати (нишесте спрямо захароза) в диетата, въпреки че осигурява сравнително количество калории.

2. Материали и методи

Експериментите бяха проведени в съгласие със Закона за защита на животните на Чешката република (311/1997), който е в съответствие с препоръките на Съвета на Европейската общност за използване на лабораторни животни 86/609/ECC и бяха одобрени от Етичния комитет на Първата Медицински факултет на Карловия университет и от Министерството на образованието, младежта и спорта (протокол № MSMT-14076/2015-14).

Използвахме спонтанно хипертоничен плъх (SHR/OlaIpcv, RGD ID 631848) поради присъщия му анормален метаболитен профил [21] и манипулацията на чувствителността му чрез диета [22]. Единичният вроден щам SHR-Lx.PD5 PD-Zbtb16 (SHR-Zbtb16 оттук нататък) е получен от полидактилен плъх (PD/Cub, RGD ID 728161) [23] и носи гена Zbtb16 с произход PD на геномния фон на SHR [24, 25]. И двата щама са силно инбредни и се поддържат от чифтосване на брат x сестра в Института по биология и медицинска генетика.

баба

Експериментален дизайн. Схематично показване на три поколения плъхове, участващи в експеримента, валидно както за щама SHR, така и за SHR-Zbtb16. Само F0 майки от експерименталната група са били хранени с диета с високо съдържание на захароза. Настоящото проучване се фокусира върху женски групи от поколение F1, които са майки от мъже от поколение F2. STD: стандартна диета, HSD: диета с високо съдържание на захароза.

Всички статистически анализи бяха проведени с помощта на STATISTICA 13.3 (TIBCO Software Inc.). При сравняване на морфометрични и биохимични променливи между групите бяха използвани двупосочни ANOVA с STRAIN и DIET като основни фактори, последвани от post-hoc тест на Fisher за сравнение на специфичните двойки променливи. Нулевата хипотеза се отхвърля, когато p> 0,05.

3. Резултати

3.1. F1 Женски плъхове - майки

Има разлика в щама между контролните групи на женски язовири SHR F1 (Фигура 2а) и SHR-Zbtb16 F1 плъхове (Фигура 2 в) в глюкозния толеранс преди бременността (съответстваща на седмица 4 на Фигура 3). Разликата в глюкозния толеранс между щамовете намалява по време на бременност (Фигура 2 b, d).