孕期乙醇暴露所致子代大鼠代谢综合征的遗传易感性及其机制研究

论文摘要

代谢综合征（metabolic syndrome, MS）是一组由遗传因素与环境因素共同决定的,以多种代谢性疾病（如中心性肥胖、糖尿病或糖耐量受损、高血压、血脂异常以及高尿酸血症等）合并出现为特点的临床征候群。近年来,MS的发病率明显增加,严重威胁到人类健康。宫内发育迟缓（intrauterine growth retardation, IUGR）是指孕周大于37周胎儿出生体重小于2500g,或胎儿出生体重低于其孕龄平均体重的两个标准差。研究表明,营养不良可导致IUGR患儿MS易感,但该IUGR患者的子代MS易感性如何,则较少见报道。本课题利用孕中、晚期乙醇暴露建立IUGR大鼠模型,观察IUGR大鼠（F1代）及其子代（F2代）是否存在MS易感,并从下丘脑-垂体-肾上腺（hypothalamic-pituitary-adrenal, HPA）轴相关神经内分泌代谢编程角度对其发生机制进行初步研究。第一部分孕期乙醇暴露所致IUGR大鼠代谢综合征易感现象及其机制研究目的：通过整体动物实验,证实孕期乙醇暴露所致IUGR大鼠（F1代）成年后是否存在MS易感现象,并对其发生机制进行探讨。方法：健康Wistar大鼠适应性喂养一周后,每日晚19时按照雌雄2：1比例合笼,次口凌晨观察阴栓并阴道涂片镜检,以查到阴栓或精子之日为孕0天（gestation day0,GD0）。随机将孕鼠分为2组：对照组和乙醇组。自GD9开始,乙醇组每日灌胃给予4g/kg乙醇,对照组给予等容量蒸馏水灌胃。其余时间自由饮水直至孕鼠自然生产。仔鼠出生当天作为出生后0天。从出生后第一周（postnatal week1, PW1）起,每周称量体重。仔鼠于PW4断奶并雌、雄分笼,各组随机保留雌、雄子鼠各10只,分为4组：雌性对照组、雌性乙醇组、雄性对照组、雄性乙醇组。PW4开始高脂饲料饲养（含89.5%玉米粉、10%猪油和0.5%胆固醇）。PW20进行体温测定；PW21进行口服糖耐量（oral glucose tolerance test, OGTT）试验；PW22测定ACTH昼夜节律；PW24上午9时～12时麻醉处死大鼠,留取血清及相关组织。放免法测定血清胰岛素含量；生化方法检测血清葡萄糖、甘油三酯（triglyceride, TG）、总胆固醇（total cholesterol, TCh）、低密度脂蛋白-胆固醇（low density lipoprotein cholesterol, LDL-c）、高密度脂蛋白-胆固醇（high density lipoprotein cholesterol, HDL-c）、血清皮质酮（corticosterone, CORT）及促肾上腺皮质激素（adrenocorticotrophic hormone, ACTH）含量,并计算胰岛素抵抗指数（insulin resistance index, IRI）。实时定量PCR检测甾体激素急性调节蛋白（steroidogenic acute regulatory protein, StAR）及P450胆固醇侧链裂解酶（P450cholesterol side chain cleavage, P450scc）、11β-羟类固醇脱氢酶-1（11β-hydroxyl steroid dehydrogenase-1,11β-HSD1）、糖皮质激素受体（glucocorticoids receptor, GR）、促肾上腺皮质激素释放激素（corticotropin releasing hormone, CRH）和精氨酸加压素（arginine vasopressin, AVP）表达。结果：（1）出生后体重增长率与基础体温变化：与对照组相比,雌性乙醇组大鼠体重无明显改变但体重增长率明显增加（P<0.01）,雄性组体重降低（P<0.05）但体重增长率明显增加（P<0.01）。雌性乙醇组大鼠肛温在11AM和11PM时均明显增高（P<0.01）,而雄性乙醇组大鼠肛温未出现改变。（2）糖代谢表型及糖耐量变化：与对照组相比,雌性乙醇组大鼠基础血糖升高（P<0.05）,血胰岛素和IRI亦呈降低趋势,糖耐量异常（OGTT曲线上移）,雄性大鼠血胰岛素和IRI亦呈降低趋势,血糖和糖耐量均未见明显改变。（3）脂代谢改变：与对照组相比,雌性乙醇组大鼠血TG与TCh均未见明显改变,LDL-c含量明显增加（P<0.01）,HDL-c含量未出现明显变化,TCh/HDL-c比值和LDL-c/HDL-c比值则未见明显改变；雄性大鼠血TCh和LDL-c含量增加（P<0.05,P<0.01）, TG和HDL-c含量均未出现明显变化,TCh/HDL-c比值明显增高（P<0.05）, LDL-c/HDL-c比值则未见明显改变。（4）HPA轴活性及ACTH分泌节律：与对照组相比,雌性乙醇组大鼠血ACTH含量未见明显改变,CORT含量有降低趋势,下丘脑AVP mRNA表达降低（P<0.05）,CRH mRNA表达有下降趋势,肾上腺StAR和P450scc mRNA表达呈下降趋势,ACTH昼夜节律无明显变化,存在多时间点上分泌量差异,9时分泌量减少（P<0.01）,而13时分泌量增加（P<0.01）；雄性乙醇组血ACTH含量增加（P<0.01）但CORT含量降低（P<0.01）,下丘脑AVP与CRH的mRNA表达未出现明显改变,雄性肾上腺StAR和P450scc mRNA表达量降低（P<0.05）,ACTH与雌性大鼠相同。（5）海马功能改变：与对照组相比,雌性乙醇组大鼠海马11β-HSD-1和GR的mRNA表达均未见明显改变,雄性11β-HSD-1和GR的mRNA表达增加（P<0.05,P<0.01）。结论：孕期乙醇暴露所致IUGR子代成年后存在MS易感现象,并且存在一定的性别差异。其发生机制主要与孕期乙醇暴露所致子代大鼠的HPA轴相关神经内分泌代谢编程改变、出生后高脂饮食诱导机体糖、脂代谢紊乱有关。第二部分孕期乙醇暴露所致F2代大鼠代谢综合征易感现象及其机制研究目的：通过整体动物实验,观察孕期乙醇暴露（F0代）所致IUGR大鼠的子代（F2代）是否存在MS易感现象,并从HPA轴功能紊乱角度探讨其发生机制。方法：动物饲养、受孕和处理方法同第一部分。断奶后开始给予高脂饮食,对照组组或乙醇组内雌、雄大鼠每晚19时按照雌雄2：1比例合笼交配生育F2代。F2代仔鼠出生当天作为出生后0天。从PW1起每周称量体重。仔鼠于PW4断奶并雌、雄分笼,各组随机保留雌、雄子鼠各10只,分为4组：雌性对照组、雌性乙醇组；雄性对照组、雄性乙醇组。断奶后开始给予正常饲料饲养。PW20进行体温（肛温）测定；PW21测定OGTT;PW22测定ACTH分泌节律；PW23以慢性不可预见性的温和刺激配合孤养（简称慢性刺激）：在21天内给予6种刺激,包括禁食24h、禁水24h、夹尾5min、4℃冷水游泳5mmin,45℃烘箱热烘5mmin、昼夜颠倒。根据随机原则每天给予一种刺激,使大鼠受到不可预料刺激,避免产生适应性反应。持续21天。PW27用异氟烷麻醉处死大鼠,取血制备血清,留取海马、下丘脑、肾上腺等组织,液氮速冻后-80℃保存备检。放免法测定血清胰岛素含量；生化方法检测血清葡萄糖及TG、TCh、 LDL-c和HDL-c含量,并计算IRI。实时定量PCR检测胎组织StAR、P450Scc、11β-HSD-1、GR、CRP和AVP的mRNA表达。结果：（1）出生后体重增长率与基础体温变化：与对照组相比,乙醇各组大鼠体重增长未出现明显变化,但体重增长率均呈下降趋势；11AM时肛温均无明显变化,而11PM时肛温均明显增高（P<0.01）。（2）糖代谢表型变化：与对照组相比,乙醇组大鼠血清胰岛素含量均呈降低趋势,以雌性降低明显（P<0.05）；血糖均有降低,以雌性乙醇组大鼠降低明显（P<0.05）。OGTT均未见明显改变。（3）脂代谢表型变化：与对照组相比,雌性乙醇组大鼠血TG、TCh、HDL-c和LDL-c未见明显改变：雄性乙醇组大鼠血HDL-c和LDL-c含量降低（P<0.05,P<0.01）,血TG和TCh含景不变。LDL-c/HDL-c比值在雄性乙醇组增加（P<0.01）, TCh/HDL-c比值呈上升趋势,雌性乙醇组无明显改变。（4）HPA轴活性及ACTH分泌节律：与对照组相比,雌、雄性乙醇组大鼠血ACTH含量均未出现明显变化,CORT含量在雌性大鼠无改变,雄性大鼠呈增加趋势；雌、雄性大鼠下丘脑AVP mRNA表达明显增加（P<0.05,P<0.01）,雌性CRH mRNA表达增加（P<0.05）;雌性肾上腺StAR和P450scc的nRNA表达呈现降低趋势,雄性P450scc的mRNA表达呈现降低趋势,StAR无变化。雌雄大鼠均呈现ACTH节律紊乱,表现为高峰后移,9时分泌量有增加趋势。（5）海马HPA轴调节中枢：与对照组相比,雌性乙醇组11β-HSD-1、GR mRNA表达无改变,雄性乙醇组海马11β-HSD-1mRNA表达增加（P<0.05）,GR表达未出现明显改变。结论：孕期乙醇暴露所致IUGR大鼠的子代（F2代）存在MS易感现象,表现为血糖降低、LDL-c和HDL-c含量降低,但LDL-c/HDL-c比值增加,且存在一定的性别差异。其发生机制可能与糖皮质激素介导的神经内分泌代谢编程改变有关。

论文目录

• 缩略词表
• 中文摘要
• Abstract
• 引言
• 第一部份 孕期乙醇暴露所致IUGR大鼠代谢综合征易感现象及其机制研究
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 第二部分 孕期乙醇暴露所致IUGR大鼠的子代代谢综合征易感现象及其机制研究
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 小结
• 参考文献
• 综述
• 参考文献
• 在读期间发表的学术及会议论文
• 后记