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.2015年4月16日；10（4）：e0124737。
doi:10.1371/journal.pone.0124737。 2015年电子收集。

肥胖和子代共病的规划：来自饮食诱导肥胖父母模型的教训

费尔南达·奥内拉斯 1, 瓦妮莎·苏扎·梅洛 1, 卡洛斯·阿尔贝托·曼达里姆·德·拉塞尔达 1, 玛西娅·巴博萨·阿吉拉 1
附属公司

后代肥胖和合并症的编程：饮食诱导肥胖父母模型的经验教训

费尔南达·奥内拉斯等。 公共科学图书馆一号. .

摘要

目标：确定父亲肥胖、母亲肥胖或双亲肥胖对成年后代代谢标记物的影响，重点关注体重（BM）、脂质和碳水化合物、肝脏中脂肪生成和β-氧化的成分、产后接受SC饮食的后代的性别二型性。

材料和方法：雄性和雌性C57BL/6小鼠在交配前8周喂食高脂肪饮食（HF；49%脂质）或标准食物（SC；17%脂质）直到哺乳。根据性别、母亲的饮食（第一个字母）、父亲的饮食（第二个字母）给后代贴上标签，并在12周龄时接受SC饮食。对后代的BM、饮食行为、糖耐量、血浆分析、脂肪生成和β-氧化组分的基因和蛋白表达进行评估。

结果：HF饮食喂养的母亲和父亲超重、高血糖和葡萄糖不耐症，并且血脂状况恶化。HF-mothers的成年雄性和雌性后代超重，肥胖指数增加，吞咽过度，葡萄糖代谢受损，总胆固醇和三酰甘油水平升高，脂肪生成增加，同时β-氧化降低，导致肝脏脂肪变性。HF-father的雄性和雌性后代糖代谢受损，脂肪生成加剧，但不影响β-氧化，肝脏脂肪变性增强。这些发现与BM无关。接受HF饮食的父母的男性和女性后代在成年生活中表现出这些影响最为显著。

结论：父亲肥胖导致葡萄糖代谢改变、脂肪生成成分增加和肝脏脂肪变性。相反，母亲肥胖会导致超重，代谢谱和肝脏发生变化，这是由肝脏脂肪生成激活和β-氧化受损引起的。当父母双方都肥胖时，在雄性和雌性后代中观察到的影响会加剧。

PubMed免责声明

利益冲突声明

竞争利益：提交人声明，不存在相互竞争的利益。MBA目前是《公共科学图书馆综合》的学术编辑，但这个角色不会干扰手稿的正常审查过程。

数字

图1
图1。抽样设计和分组。
（A） 研究的抽样设计和（B）实验组的方案。字母M和F分别代表雄性和雌性后代（在A中）。圆圈代表女性，方块代表男性（B）。缩写：Standard-chow group（SC）；高脂组（HF）；父亲（Fa）；母亲（莫）。组-收到标准食物（SC-Fa）的父亲；接受高脂肪饮食（HF-Fa）的父亲；接受标准食物的母亲（SC-Mo）；接受高脂肪饮食（HF-Mo）的母亲；SC母亲和SC父亲的后代（SC-Mo/SC-Fa）；SC母亲和HF父亲的后代（SC-Mo/HF-Fa）；HF母亲和SC父亲的后代（HF-Mo/SC-Fa）；HF母亲和HF父亲的后代（HF-Mo/HF-Fa）。
图2
图2。家长数据。
（A） 孕前体重增加，（B）口服葡萄糖耐量试验（OGTT）和（C）父母OGTT曲线下面积（AUC）。在所有分析中，数据表示为每组n=5只小鼠的平均值和SD（单向方差分析和Holm-Sidak的事后检验）。相同的字母代表相同的组，没有统计学差异，而不同的字母代表不同的组，具有统计学差异（P<0.05）。缩写：收到标准食物（SC-Fa）的父亲；接受高脂肪饮食（HF-Fa）的父亲；接受标准食物的母亲（SC-Mo）；接受高脂肪饮食（HF-Mo）的母亲；曲线下面积（AUC）和任意单位（a.u.）。
图3
图3。后代数据。
（A） 12周龄时雄性和雌性后代的总体重增加、（B）口服葡萄糖耐量试验（OGTT）和（C）OGTT曲线下面积（AUC）。在所有分析中，数据表示为每组N=5只小鼠的平均值和SD（单向方差分析和Holm-Sidak的事后检验）。相同的字母代表相同的组，没有统计差异，而不同的字母代表不同的组，具有统计差异(P（P）<0.05），*不同于相应的对应项(P（P）<0.05).缩写：收到标准食物（SC-Fa）的父亲；接受高脂肪饮食（HF-Fa）的父亲；接受标准食物的母亲（SC-Mo）；接受高脂肪饮食（HF-Mo）的母亲。SC母亲和SC父亲的后代（SC Mo/SC Fa）；SC母亲和HF父亲的后代（SC-Mo/HF-Fa）；HF母亲和SC父亲的后代（HF-Mo/SC-Fa）；HF母亲和HF父亲的后代（HF-Mo/HF-Fa）；曲线下面积（AUC）和任意单位（a.u.）。
图4
图4。后代数据：肝脏。
（A） 脂肪变性的体积密度（Vv）（左框，每组5只小鼠）和12周龄雄性和雌性后代肝脏的显微照片（右框，B-I）（HE染色）。数据表示为平均值和SD（单向方差分析和Holm-Sidak的事后检验）。相同的字母代表相同的组，没有统计差异，而不同的字母代表不同的组，具有统计差异(P（P）<0.05). 显微照片：分别为SC母亲和SC父亲的B和C雄性和雌性后代（SC-Mo/SC-Fa）；D和E分别为SC母亲和HF父亲的雄性和雌性后代（SC-Mo/HF-Fa）；F和G分别为HF母亲和SC父亲的雄性和雌性后代（HF-Mo/SC-Fa）；H和I分别是HF母亲和HF父亲的雄性和雌性后代（HF-Mo/HF-Fa）。肥胖母亲或肥胖父亲的后代以及肥胖父母的后代呈现出大量带有脂肪滴的肝细胞（箭头）。
图5
图5。子代肝脏的分子分析（第1组）。
（A） 12周龄雄性和雌性后代的SREBP-1c、（B）FAS、（C）PPAR-alpha和（D）CPT-1 mRNA水平。内源性控制β-肌动蛋白用于使所选基因的表达正常化。数据表示为平均值和SD（每组5只小鼠，单向方差分析和Holm–Sidak的事后检验）。相同的字母代表相同的组，没有统计差异，而不同的字母代表不同的组，具有统计差异(P（P）<0.05），*不同于相应的对应项(P（P）<0.05). 缩写：甾醇调节元件结合蛋白（SREBP-1c）；脂肪酸合成酶；过氧化物酶体增殖物激活物受体α（PPARα）；肉碱棕榈酰转移酶I（CPT-1）；SC母亲和SC父亲的后代（SC-Mo/SC-Fa）；SC母亲和HF父亲的后代（SC-Mo/HF-Fa）；HF母亲和SC父亲的后代（HF-Mo/SC-Fa）；HF母亲和HF父亲的后代（HF-Mo/HF-Fa）。
图6
图6。后代肝脏的分子分析（图2）。
（A） 12周龄雄性和雌性后代的G6Pase和（B）PEPCK mRNA水平。内源性控制β-肌动蛋白用于使所选基因的表达正常化。数据表示为平均值和SD（每组5只小鼠，单向方差分析和Holm–Sidak的事后检验）。相同的字母代表相同的群体，没有统计学差异，而不同的字母代表不同的群体，有统计学差异(P（P）<0.05），*不同于相应的对应项(P（P）<0.05). 缩写：磷酸烯醇丙酮酸羧激酶（PEPCK）；葡萄糖-6-磷酸酶（G6Pase）；SC母亲和SC父亲的后代（SC-Mo/SC-Fa）；SC母亲和HF父亲的后代（SC-Mo/HF-Fa）；HF母亲和SC父亲的后代（HF-Mo/SC-Fa）；HF母亲和HF父亲的后代（HF-Mo/HF-Fa）。
图7
图7。子代肝脏的分子分析（第3组）。
通过12周龄雄性和雌性后代的β-肌动蛋白表达校正肝脏免疫印迹。（A） SREBP-1c、（B）FAS、（C）PPAR-α和（D）带代表性免疫印迹（以任意单位表示，A.u.）。数据表示为平均值和SD（每组5只小鼠，单向方差分析和Holm–Sidak的事后检验）。相同的字母代表相同的组，没有统计差异，而不同的字母代表不同的组，具有统计差异(P（P）<0.05），*不同于相应的对应项(P（P）<0.05). 缩写：甾醇调节元件结合蛋白（SREBP-1c）；脂肪酸合成酶；过氧化物酶体增殖物激活物受体α；SC母亲和SC父亲的后代（SC-Mo/SC-Fa）；SC母亲和HF父亲的后代（SC-Mo/HF-Fa）；HF母亲和SC父亲的后代（HF-Mo/SC-Fa）；HF母亲和HF父亲的后代（HF-Mo/HF-Fa）。
图8
图8。研究中获得的机制方案。
在肥胖父亲和肥胖母亲的后代中观察到的肝脂肪变性可能是不同激活途径的结果，这是由高胰岛素血症引起的。研究表明，父亲肥胖通过增加SREBP-1c基因和蛋白的表达，刺激FAS酶合成脂肪酸，从而强化脂肪生成途径。母亲肥胖导致脂肪生成减少，β-氧化减少，PPARα和CPT-1的基因和蛋白表达降低。向上箭头（↑）表示基因和蛋白质表达增加，向下箭头（↓）表示减少。缩写：甾醇调节元件结合蛋白（SREBP-1c）；脂肪酸合成酶；过氧化物酶体增殖物激活物受体α（PPARα）；肉碱棕榈酰转移酶I（CPT-1）；游离脂肪酸（FFA）。
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参考文献

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出版物类型

MeSH术语

赠款和资金

本研究得到了巴西国家科学技术委员会（Conselho Nacional de Ciencia e Tecnologia）和里约热内卢州基金会（Fundacao do Amparo a Pesquisa do Rio de Janeiro）的资助（资助编号：e-26/102.944/2011）。资助者在研究设计、数据收集和分析、决定出版或编写手稿方面没有任何作用。