孕早期高蛋白膳食對子代大鼠CPT1的影響

董艷梅 李省三 趙劍飛 馮海英 徐坤 謝志平 李繼媛 劉吉成

研究發現高蛋白質膳食(HPD)可以降低肥胖, 但孕早期HPD對子代肥胖影響的研究少有報道,近年研究發現生命早期膳食對肥胖的影響更有意義。肉堿酰基轉移酶(CPT1)是線粒體內游離脂肪酸β氧化的限速酶, 在調節能量代謝中發揮著重要作用。本文擬研究孕早期HPD對子代體重及CPT1 基因的影響, 為肥胖的早期防治提供依據。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 孕早期Wistar大鼠分別喂飼HPD和標準膳食(SD), 其雄性子代分別為高蛋白質 (HP)和對照 (CON) 組,SD喂養至成年, 將CON 組大鼠隨機分為高脂對照(HFC)和CON(仍食用SD)兩組,HFC和HP組大鼠均高脂膳食誘導肥胖。分階段處死大鼠, 用FQ-PCR法檢測褐色脂肪中CPT1 mRNA的豐度。

1.2 飼料 標準飼料參考AIN-93G,在此基礎上分別添加干酪素或豬油, 配制出高蛋白飼料和高脂飼料。

1.3 熒光定量PCR 按試劑盒說明書,采用兩步法在ABI Prism 7300 Real-Time PCR System 上進行PCR 擴增, 條件為：95℃ 10 s, 1 個循環 ；95℃ 5 s, CPT158 ℃ (β-actin 54℃ ) 30 s, 40 個循環, 基因相對含量=待測基因mRNA 豐度/β-actin mRNA豐度。

1.4 統計學方法 采用 SPSS13.0 統計軟件數據處理, 組間均值的比較運用方差分析。

2 結果

2.1 大鼠體重 HP組大鼠在斷乳和高脂誘導肥胖前、后的體重分別34.2 g、179.4 g和283.5 g, 分別低于CON組斷乳時39.5 g, HFC組高脂誘導肥胖前、后202.7 g和329.5 g (P<0.05)。

2.2 CPT1 mRNA的表達 在斷乳和高脂誘導肥胖前、后,HP組大鼠褐色脂肪中CPT1mRNA的相對含量(3.41、1.69、4.16)均高于 CON(1.04、0.86、0.38)和 HFC(0.86、0.52)。說明孕早期攝入HPD可持續升高脂肪酸氧化,降低大鼠成年高脂誘導肥胖的發生。

3 討論

孕期營養是胎兒的主要環境因素, 孕期不同膳食成分會影響胎兒成年后患慢性病的風險［1］。胚胎不同發育階段脂肪的增長受膳食的影響,孕早期能量限制會增加胎兒脂肪沉積,程序性影響成年肥胖的發生［2］。Uebanso報道攝入HPD可以降低TG和體重［3］。本研究中孕早期HPD持續降低了子鼠的體重。說明孕早期增加蛋白質攝入可以持續影響子代成年肥胖的發生。

當體內游離脂肪酸(FFA)升高時可激活CPT1的表達,脂肪酸氧化產生的能量可以通過呼吸鏈傳遞給下游的解偶聯蛋白(UCP), 而UCP3 的表達增加可以增加線粒體脂肪酸的氧化［4］。Bruce 等報道CPT1基因表達增加, 降低了體內TG［5］。本研究中孕早期攝入HPD持續升高了子代CPT1基因和UCP3基因的表達［6］。說明孕早期攝入HPD是通過增加子代大鼠脂肪酸的β氧化和熱能消耗, 減少了脂肪合成和體重(P<0.05)。

因此, 孕早期喂飼HPD可以通過代謝程序化作用程序性升高CPT1的表達, 預防子代肥胖的發生。因而CPT1基因可作為防治肥胖的靶標。

［1］Ooyama K, Wu J, Nosaka N, et al.Combined intervention of medium-chain triacylglycerol diet and exercise reduces body fat mass and enhances energy expenditure in rats.J Nutr Sci Vitaminol(Tokyo), 2008, 54(2):136-141.

［2］Painter RC, Roseboom TJ, Bleker OP.Prenatal exposure to the Dutch famine and disease in later life: an overview.Reprod Toxicol,2005, 20(3): 345-352.

［3］Uebanso T, Taketani Y, Fukaya A, et al.Hypocaloric high-protein diet improves fatty liver and hypertriglyceridemia in sucrose-fed obese rats via two pathways.Am J Physiol Endocrinol Metab, 2009,297(1): E76-E84.

［4］Bezaire V, Spriet LL, Campbell S, et al.Constitutive UCP3 overexpression at physiological levels increases mouse skeletal muscle capacity for fatty acid transport and oxidation.FASEB J,2005, 19(8):977-979.

［5］Bruce CR, Hoy AJ, Turner N, et al.Overexpression of carnitine palmitoyltransferase-1 in skeletal muscle is sufficient to enhance fatty acid oxidation and improve high fat diet-induced insulin resistance.Diabetes, 2009, 58(3):550-558.

［6］董艷梅,孫要武,錢學艷,等.孕早期高蛋白膳食對子代大鼠UCP3的影響.齊齊哈爾醫學院學報, 2011,32(21):3429-3430.