孕早期高蛋白膳食对子代大鼠CPT1的影响

董艳梅 李省三 赵剑飞 冯海英 徐坤 谢志平 李继媛 刘吉成

研究发现高蛋白质膳食(HPD)可以降低肥胖, 但孕早期HPD对子代肥胖影响的研究少有报道,近年研究发现生命早期膳食对肥胖的影响更有意义。肉碱酰基转移酶(CPT1)是线粒体内游离脂肪酸β氧化的限速酶, 在调节能量代谢中发挥着重要作用。本文拟研究孕早期HPD对子代体重及CPT1 基因的影响, 为肥胖的早期防治提供依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物 孕早期Wistar大鼠分别喂饲HPD和标准膳食(SD), 其雄性子代分别为高蛋白质 (HP)和对照 (CON) 组,SD喂养至成年, 将CON 组大鼠随机分为高脂对照(HFC)和CON(仍食用SD)两组,HFC和HP组大鼠均高脂膳食诱导肥胖。分阶段处死大鼠, 用FQ-PCR法检测褐色脂肪中CPT1 mRNA的丰度。

1.2 饲料 标准饲料参考AIN-93G,在此基础上分别添加干酪素或猪油, 配制出高蛋白饲料和高脂饲料。

1.3 荧光定量PCR 按试剂盒说明书,采用两步法在ABI Prism 7300 Real-Time PCR System 上进行PCR 扩增, 条件为：95℃ 10 s, 1 个循环 ；95℃ 5 s, CPT158 ℃ (β-actin 54℃ ) 30 s, 40 个循环, 基因相对含量=待测基因mRNA 丰度/β-actin mRNA丰度。

1.4 统计学方法 采用 SPSS13.0 统计软件数据处理, 组间均值的比较运用方差分析。

2 结果

2.1 大鼠体重 HP组大鼠在断乳和高脂诱导肥胖前、后的体重分别34.2 g、179.4 g和283.5 g, 分别低于CON组断乳时39.5 g, HFC组高脂诱导肥胖前、后202.7 g和329.5 g (P<0.05)。

2.2 CPT1 mRNA的表达 在断乳和高脂诱导肥胖前、后,HP组大鼠褐色脂肪中CPT1mRNA的相对含量(3.41、1.69、4.16)均高于 CON(1.04、0.86、0.38)和 HFC(0.86、0.52)。说明孕早期摄入HPD可持续升高脂肪酸氧化,降低大鼠成年高脂诱导肥胖的发生。

3 讨论

孕期营养是胎儿的主要环境因素, 孕期不同膳食成分会影响胎儿成年后患慢性病的风险［1］。胚胎不同发育阶段脂肪的增长受膳食的影响,孕早期能量限制会增加胎儿脂肪沉积,程序性影响成年肥胖的发生［2］。Uebanso报道摄入HPD可以降低TG和体重［3］。本研究中孕早期HPD持续降低了子鼠的体重。说明孕早期增加蛋白质摄入可以持续影响子代成年肥胖的发生。

当体内游离脂肪酸(FFA)升高时可激活CPT1的表达,脂肪酸氧化产生的能量可以通过呼吸链传递给下游的解偶联蛋白(UCP), 而UCP3 的表达增加可以增加线粒体脂肪酸的氧化［4］。Bruce 等报道CPT1基因表达增加, 降低了体内TG［5］。本研究中孕早期摄入HPD持续升高了子代CPT1基因和UCP3基因的表达［6］。说明孕早期摄入HPD是通过增加子代大鼠脂肪酸的β氧化和热能消耗, 减少了脂肪合成和体重(P<0.05)。

因此, 孕早期喂饲HPD可以通过代谢程序化作用程序性升高CPT1的表达, 预防子代肥胖的发生。因而CPT1基因可作为防治肥胖的靶标。

［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］董艳梅,孙要武,钱学艳,等.孕早期高蛋白膳食对子代大鼠UCP3的影响.齐齐哈尔医学院学报, 2011,32(21):3429-3430.