《The Journal of Nutritional Biochemistry》:Placental morphofunctional adaptations and offspring outcomes after protein restriction before and during pregnancy in mice
Fernando Felicioni | José Andrés Nivia-Riveros | Andre Lucas Caldeira-Brant | Thais de Mérici Domingues e Paula | Lucas Carvalho Cardoso | Camila Ferreira Sales | Julia Meireles Nogueira | Ana Maria Alvarenga Fagundes | Elizete Rizzo | Hélio Chiarini-Garcia | Erika Cristina Jorge | Enrrico Bloise | Fernanda Radicchi Campos Lobato de Almeida
米纳斯吉拉斯联邦大学生物科学研究所形态学系,地址:Av. Ant?nio Carlos, 6627, 31270-901, Belo Horizonte, MG, 巴西
摘要
胎儿的正常发育依赖于母体的营养状况。我们研究了胎盘在低蛋白饮食条件下的形态和功能适应性,以及这些适应性对胎儿和新生儿结局的影响。实验中,瑞士小鼠在怀孕前两周及整个孕期被分别喂食正常蛋白质饮食(NPD,20%粗蛋白,n=29)或低蛋白饮食(LPD,8%粗蛋白,n=26)。在妊娠第7.5天和第17.5天,研究人员对小鼠进行了安乐死处理,以便进行形态学和分子层面的分析。在两个时间点,胚胎组织均未观察到生物测量学或组织学上的异常变化。然而,LPD组的胎盘显示出母体窦状血管比例增加了14.2%,而胎儿血管比例减少了8%(P<0.05),但细胞增殖和细胞凋亡方面没有显著差异。胎盘基因表达分析显示:靠近卵巢的LPD胎盘中Fatp4、Mtor和Kiss1基因表达下调,而Stat3基因表达上调(P<0.05);在子宫中间三分之一区域,Snat1和Kiss1基因表达上调,Snat4基因表达下调(P<0.05);靠近子宫体的区域,Igf2r基因表达下调,而Snat1和Kiss1r基因表达上调(P<0.05),这表明胎盘存在区域特异性的补偿机制。LPD组的胎盘和胎儿体重较轻,且脑肝重量比在两性中均较高(P<0.05)。母体摄入低蛋白饮食对雄性胎儿的影响更为显著,这些雄性胎儿的胎盘效率较高(P<0.05),但未能达到其生长潜力。出生时,尽管新生儿体型未受LPD影响,但其肝脏重量较低,脑肝重量比仍然较高(P<0.05),尤其是在雄性中。因此,母体摄入低蛋白饮食会导致胎盘发生区域特异性的适应性变化,从而部分补偿营养限制,但仍会损害胎儿的生长,尤其是在雄性后代中。
章节摘录
引言
自2016年以来,解决营养不良问题已成为全球公共卫生的重点,这得益于联合国发起的“营养行动十年”(2016–2025年)。该倡议促成了世界卫生组织(WHO)与联合国粮食及农业组织(FAO)的合作,旨在共同应对全球营养不良问题。尽管如此,蛋白质营养不良仍然是一个全球性的健康问题,尤其是在低收入和中等收入国家。2019年,全球有1.48亿人面临营养不良
动物与饮食
55只处于性成熟期的瑞士雌性小鼠(平均体重32.5 ± 2.0克)被饲养在气候控制的环境中,光照周期为12小时/黑暗周期12小时,并可自由摄取水和标准小鼠饲料(Nuvilab,CR-1,Quimtia,巴西)。经过15天的适应期后,小鼠被随机分配到两个实验组:正常蛋白质饮食组(NPD,n=29)或低蛋白质饮食组(LPD,n=26)。
小鼠被喂食正常蛋白质饮食(NPD;20%粗蛋白,60%)
低蛋白质饮食(LPD)不会影响雌性小鼠的生殖特征
为了确定低蛋白质摄入是否会影响生殖特征,在交配前对发情周期进行了评估,并在表2中总结了与怀孕率和每胎产仔数相关的参数。低蛋白质摄入组在发情周期、怀孕率、每胎产仔数、胚胎着床失败情况以及死胎数量方面均未观察到差异。
低蛋白质饮食(LPD)会损害母体体重增加,并促进胎盘的形态适应性变化
在适应期(图2 A-B,P=0.404)以及胚胎期(P=0.541)和早期胎儿期(P=0.272),
讨论
本研究表明,低蛋白质饮食会抑制妊娠后期的母体体重增加,并导致胎盘发生形态学变化,但不会影响与怀孕相关的参数。在这些变化中,LPD胎盘的组织学特征包括母体窦状血管比例增加以及胎儿血管数量减少,尽管胎盘细胞的更新速度没有变化。此外,低蛋白质饮食还导致了子宫内生长受到性别依赖性的影响
数据可用性声明
如需获取支持本研究的数据,可向通讯作者提出合理请求。资金声明
本研究的资金支持来自:巴西国家科学技术发展委员会(CNPq/INCT DOHaD 409165/2024-7)、巴西高等教育人员培训协调委员会(CAPES)以及米纳斯吉拉斯州研究基金会(FAPEMIG)。F.F.和J.A.N.R.由CAPES资助(资助代码001)。E.B.由CNPq(310489/2023-7)和FAPEMIG(00338-18及APQ-00099-24)资助;E.C.J.由CNPq(304437/2022-0)资助;F.R.C.L.A.由CNPq资助作者贡献声明
F.Felicioni和J.A. Nivia-Riveros:概念构思、方法设计、实验实施及初稿撰写;A.L. Caldeira-Brant、T.M.D. Paula和L.C. Cardoso:方法设计、实验实施、数据验证及初稿撰写;C.F. Sales、J.M. Nogueira和A.M.A. Fagundes:方法设计及撰写;E. Rizzo、H. Chiarini-Garcia和E.C. Jorge:资源提供、监督、数据验证及撰写;E. Bloise和F.R.C.L. Almeida:概念构思、方法设计及撰写;审稿与编辑、数据验证作者贡献声明
Fernando Felicioni:初稿撰写、数据验证、方法设计。José Andrés Nivia-Riveros:初稿撰写、方法设计。Andre Lucas Caldeira-Brant:方法设计、数据分析。Thais de Mérici Domingues e Paula:方法设计、概念构思。Lucas Carvalho Cardoso:方法设计、数据分析。Camila Ferreira Sales:方法设计、数据分析。Julia Meireles Nogueira:方法设计、数据分析。Ana Maria Alvarenga Fagundes:方法设计。Elizete Rizzo:数据验证致谢
我们感谢圣保罗大学生物科学研究所的Estela Bevilacqua教授提供的科学建议。本研究中部分显微数据使用了米纳斯吉拉斯联邦大学生物科学研究所的图像采集与处理中心(CAPI)的设备获取。