階段性高蛋白飲食對后續個體肥胖及PEPCK的影響

趙 颯 時藝珊

（沈陽醫學院附屬第二醫院內分泌科，遼寧 沈陽 110002）

營養相關性疾病的代謝程序化研究是當今世界生命科學研究的前沿領域，許多流行病學及動物實驗證明孕期營養對機體組織結構和各系統功能發育都發揮著重要作用，關系到個體生命的生長和成年期糖尿病、肥胖癥等慢性病的發生[1]。有研究證明，高蛋白飲食可以減少脂肪合成和肥胖[2]。但孕早期高蛋白飲食對子代肥胖影響的研究少有報道。所以，本研究從生命早期（胚胎期和斷乳后）的飲食入手，探討早期高蛋白飲食對大鼠肥胖及磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶基因表達產生何種影響，動態觀察作用的持續性，報道如下。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗動物SPF級Wistar大鼠(購于遼寧長生生物科技股份有限公司)，40只，體質量320～370 g。

1.1.2 飼料：參考美國官方分析化學師協會（AOAC）配方配置基礎飼料，基礎飼料組成：豬油5（g/100 g）；酪蛋白20（g/100 g）；玉米淀粉63（g/100 g）；混合無機鹽3.5（g/100 g）；混和維生素1.5（g/100 g）；膳食纖維1（g/100 g）。高蛋白飼料組成：豬油5（g/100 g）；酪蛋白40（g/100 g）；玉米淀粉44（g/100 g）；混合無機鹽3.5（g/100 g）；混和維生素1.5（g/100 g）；膳食纖維1（g/100 g）。

1.2 方法

1.2.1 動物分組及處理：選取40只雌性受孕Wistar大鼠，隨機分為高蛋白飲食組（HPG）20只及正常飲食組（NG）20只，分娩后胎仔由妊娠期間正常飲食的母鼠喂哺，斷乳后給予正常飲食至出生后8周，每組再分為兩個亞組（1、2），分別給予高脂飲食（HPG-1、NG-1）和正常飲食（HPG-2、NG-2），再持續6周，分別記錄每組動物的體質量。分別在剛出生、出生后8周、出生后14周等不同時期處死動物，取出白色脂肪，0.1%DEPC 水處理，放于-80 ℃冰箱長保存，用RTPCR法檢測PEPCK基因的水平。

1.2.2 實驗儀器和所用試劑：RT-PCR試劑盒和Trizol 總RNA 提取試劑購自大連TaKaRa 寶生物技術有限公司；DNA Marker 采用TakaRa 公司DL2000；Uv-120型（日本）紫外分光光度計測定RNA 純度；美國Gelwork 2000圖像掃描系統進行圖像分析。

1.2.3 RT-PCR測定：取白色脂肪組織100 mg，用RNA 提取試劑盒提取總RNA，用紫外分光光度計測量、計算RNA純度及濃度。將RNA反轉錄成cDNA，1 μL cDNA 為模板進行PCR反應，反應體系10 μL，最佳退火溫度均為60 ℃。目的基因PEPCK 引物序列為：上游：5'-GGTTAGTTATGCCCAGGATCAGC -3'；下游：5'-GAACTCACTGCTTGGGAAGAAATG -3'。內參照物β-actin 引物序列為：上游：5'-CGCTCATTGCCGATAGTG -3'，下游：5'-AGGGAAATCGTGCGTGAC -3'。

表1 各組體質量變化（g，±s）

表1 各組體質量變化（g，±s）

注：#P＜0.05 vs HP組，*P＜0.05 vs HPG-1組，*#P＜0.05 vs NG-1組

表2 各組大鼠PEPCK基因mRNA表達量（PEPCK/β-actin，±s）

表2 各組大鼠PEPCK基因mRNA表達量（PEPCK/β-actin，±s）

注：組間#P ＜0.05，*P＜0.05 vs HPG-1組，&P＜0.05 vs HPG-2組

1.2.4 統計學方法：采用SPSS14.0統計學軟件對數據進行統計分析。計量資料以均數±標準差（±s）表示，組間差異采用方差分析進行處理。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 不同飲食組的大鼠在不同時期體質量對比：高蛋白組（HPG）大鼠分娩后胎仔體質量、出生后8周體質量均明顯低于正常飲食組（NG），對比有統計學意義（P＜0.05）；出生后14周，HPG-1組雖然經歷一段時間的正常飲食，但8周后再予高蛋白飲食后，體質量增長明顯低于HPG-2組、NG-1組、NG-2組，比較均有統計學意義（P＜0.05）；出生后14周，NG-1組8周后改為高蛋白飲食，體質量增長明顯低于NG-2組，比較有統計學意義（P＜0.05），見表1。

2.2 高蛋白飲食對不同時期大鼠白色脂肪中PEPCK mRNA表達量的影響：在剛出生、出生后8周，高蛋白組（HPG）PEPCK mRNA表達量明顯低于正常飲食組（NG），在出生后14周，亞組間對比（HPG-1組與HPG-2組對比及NG-1組與NG-2組對比），均有統計學意義（P＜0.05）；出生后14周，HPG-1組PEPCK mRNA表達量低于HPG-2組、NG-1組、NG-2組，比較均有統計學意義（P＜0.05）；出生后14周，HPG-2組雖然一直給予正常飲食，但PEPCK mRNA表達量仍低于NG-1組、NG-2組，對比有統計學意義（P＜0.05），見表2、圖1。

圖1 各組大鼠PEPCK基因mRNA表達量對比圖

3 討 論

肥胖是指一定程度的明顯超重與脂肪層過厚，是體內脂肪，尤其是三酰甘油積聚過多而導致的一種狀態。它與高血壓、冠心病、腦血管疾病、糖尿病、脂質代謝紊亂、腫瘤等的發生有密切的關系，并是這些疾病高發的重要危險因素[3-4]。目前肥胖的發病率越來越高，已成為世界范圍內最受注目的營養性疾病之一，并成為研究的熱點。肥胖是環境與遺傳因素相互作用的結果。孕期營養是主要環境因素，早期飲食可以持續影響機體的代謝，使機體對早期經歷產生記憶，進而影響成年時肥胖的發生[5-7]。因此，孕期飲食較成年飲食與基因的相互作用對肥胖的發生、發展具有更重要的意義。

磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK）是以一條單一肽鏈構成，相對分子質量為740千道爾頓的一種激酶，是糖異生和脂肪酸再酯化的關鍵酶，在PEPCK的作用下，3-磷酸甘油（G3P）與活化的脂肪酸酯化為甘油三脂（TG）儲存在脂肪細胞內[8]。當飼料中蛋白質比例增高、碳水化合物比例減少時，導致PEPCK基因的水平下降，說明高蛋白飲食組的大鼠可以通過降低糖異生和甘油異生而降低肥胖的發生[9-10]。

本研究發現在孕鼠階段給予高蛋白飲食，可以降低出生后PEPCK mRNA表達量，雖然出生后恢復正常飲食，但其后代不同時段檢測PEPCK基因呈持續低表達，并且當成年后再次給予高蛋白飲食后，PEPCK mRNA表達量進一步減低。說明孕期飲食程序化影響著后代PEPCK基因的表達，并持續影響成年后肥胖的發生，為早期預防和控制肥胖提供科學依據。