Maternitate prenatală și postnatală prin evacuare diesel PM 2
Abstract
fundal
Obezitatea este una dintre principalele amenințări la adresa sănătății publice globale. Este în consecință metabolismul energetic anormal. În prezent, s-a stabilit bine că expunerea maternă la factorii de stres din mediul înconjurător care cauzează o dezvoltare fetală inadecvată poate avea efecte adverse pe termen lung asupra metabolismului energetic al descendenților într-o manieră dependentă de sincronizarea expunerii, cunoscută sub numele de programarea dezvoltării paradigmei sănătății și bolilor. Dovezi în creștere rapidă au indicat faptul că expunerea maternă la particule fine ambiante (PM2.5) se corelează cu dezvoltarea fetală anormală. În studiul de față, am evaluat, prin urmare, dacă expunerea maternă la motorina de evacuare PM2.5 (DEP), componenta majoră a PM2.5 ambientală în zonele urbane, programează metabolismul energetic al descendenților și am examinat în continuare modul în care timpul expunerii are impact asupra acestei programări.
Rezultate
Concluzie
Maternitatea prenatală și postnatală de către barajele expuse la DEP programează în mod diferențiat metabolismul energetic al descendenților, subliniind luarea în considerare a momentului expunerii atunci când se examinează efectele adverse ale expunerii materne la PM2,5 din mediul ambiant.
fundal
În plus față de perioada de gestație, copilăria sa dovedit a fi vulnerabilă la programarea dezvoltării de către factorii de stres de mediu [2]. Mai mult, mai multe studii au indicat că momentul expunerii la factorul de stres al mediului determină nu numai severitatea, ci și natura programării de dezvoltare [2]. De exemplu, expunerea maternă la foamete în perioada de gestație timpurie are ca rezultat creșterea indicelui de masă corporală (IMC), în timp ce expunerea la foamete în perioada de gestație târzie și timpurie duce la scăderea IMC [21]. Interesant este faptul că, în timp ce mai multe studii au demonstrat efecte negative asupra sănătății ale expunerii gestaționale la PM2.5, așa cum s-a menționat mai sus, puține studii au investigat dacă maternitatea postnatală de către barajele expuse PM2.5 programează boli ale descendenților.
Având în vedere că atât poluarea cu PM2.5, cât și obezitatea vor continua să fie principalele probleme de sănătate în viitorul previzibil, sunt necesare studii suplimentare pentru a documenta programarea de dezvoltare a metabolismului energetic prin expunerea maternă la PM2.5 și dependența acestuia de sincronizare. În studiul de față, am examinat, prin urmare, efectele pe termen lung ale maternității prenatale și postnatale de către barajele de eșapament diesel expuse PM2.5 (DEP) asupra dezvoltării descendenților și asupra metabolismului energetic. Rezultatele noastre au arătat în mod neașteptat o programare diferită de dezvoltare a metabolismului energetic prin maternitatea prenatală și postnatală a barajelor expuse la DEP și, astfel, nu numai că au ridicat mai multe probleme de sănătate cu privire la expunerea maternă la PM2,5, dar au subliniat și luarea în considerare a momentului expunerii atunci când se examinează efectele asupra sănătății. a expunerii materne la poluanții atmosferici.
Metode
Animale
Universitatea din Maryland, Baltimore (UMB) este o instituție acreditată AAALAC. Toate procedurile acestui studiu au fost aprobate de Comitetul instituțional de îngrijire și utilizare a animalelor (IACUC) de la UMB și toate animalele au fost tratate uman și în ceea ce privește ameliorarea suferinței. Șoarecii C57Bl/6j (în vârstă de 4 săptămâni, 12 bărbați și 12 femele) au fost achiziționați de la Laboratoarele Jackson (stoc # 000664) și au fost adăpostiți în facilități pentru animale de la UMB, care au menținut lumina de 12 ore/lumină întunecată de 12 ore ciclu și temperatura și umiditatea în limitele recomandate. Cuștile de reproducere au fost înființate cu un bărbat și o femeie la vârsta de 12 săptămâni. Descendenții au fost înțărcați odată cu vârsta de 3 săptămâni.
Instilație intratraheală DEP maternă
Analiza traiectoriei de creștere a descendenților și a aportului de alimente
Greutățile corporale ale descendenților au fost măsurate săptămânal de la naștere până la vârsta de 16 săptămâni. Evaluarea consumului de alimente a fost efectuată la vârsta de 18-20 de săptămâni. Pe scurt, fiecare șoarece a fost găzduit într-o cușcă normală, iar greutatea dietei a fost înregistrată zilnic timp de 7 zile consecutive. Aportul alimentar a fost calculat ca diferență între două zile consecutive. A fost prezentat aportul mediu de alimente din ultimele cinci zile. Toți descendenții au fost eutanasiați la vârsta de 20-22 de săptămâni.
Analiza histologică
Țesutul adipos epididimal și țesutul adipos maro (BAT) au fost fixate în paraformaldehidă de 4%, încorporate în parafină, tăiate în secțiuni de 5 μm și colorate cu hematoxilină și eozină. Secțiunile de histologie au fost vizualizate la o mărire de 20 ×, iar imaginile au fost obținute cu o cameră digitală SPOT (Diagnostic Instruments, Sterling Heights, MI) de către o persoană care era orbă de grupare. Numărul total și secțiunile transversale ale adipocitelor din țesuturile adipoase epididimale au fost calculate așa cum s-a descris anterior. Zonele de picături de grăsime ale BAT au fost obținute utilizând software-ul Imagej, iar rezultatele au fost exprimate ca procent din suprafața totală.
RT-PCR în timp real
ARN-ul total a fost izolat din țesuturi (țesut adipos epididimal și hipotalamus) cu reactiv TRIzol (Invitrogen, Carlsbad, CA, SUA). 2 μg ARN total a fost transcris invers utilizând hexameri aleatori și sistemul ThermoScript RT-PCR (Invitrogen). RT-PCR cantitativ a fost efectuat cu Stratagene Mx3005 folosind SYBER Green PCR Master Mix (Applied Biosystems, Carlsbad, CA, SUA). Secvențele primerilor au fost prezentate în tabelul 1. Nivelul relativ de expresie a fost obținut așa cum s-a descris anterior [24]. Pe scurt, valorile Ct au fost cunoscute prin analiza cu software-ul furnizat de producător și s-au calculat diferențele valorii Ct între gena țintă și GAPDH (∆Ct) și apoi 2 ∆Ct.
Recoltarea țesuturilor, Western blot și evaluarea proteinelor din leptină
Animalele au fost postite peste noapte și i.p. injectat cu insulină (10 U/kg greutate corporală). După 20 de minute, animalele au fost eutanasiate prin supradozaj de izofluran. Sângele a fost colectat din inimă și centrifugat la 3000 rpm timp de 5 minute. Plasma a fost depozitată imediat în gheață uscată și apoi la -80 ° C. Hipotalamusul a fost izolat așa cum s-a descris mai înainte [25], apoi congelat rapid în azot lichid. Toate țesuturile au fost depozitate la -80 ° C până la prelucrarea ulterioară. Lizatele de țesut adipos maro au fost preparate folosind tampon RIPA (Sigma, St. Louis, MO) suplimentat cu inhibitori de protează și fosfatază (Sigma, St. Louis, MO). Probele de proteine au fost apoi separate prin electroforeză pe gel SDS-poliacrilamidă 10% și electroblotate pe membrane de fluorură de poliviniliden. Proteina țintă a fost detectată de iepure UCP1 (Boster, CA). Anticorpii secundari conjugați cu peroxidază de hrean și reactiv de chemiluminescență (Amersham, Marlborough, MA) au fost folosiți pentru a vizualiza proteinele țintă. Densitățile benzilor de proteine țintă au fost determinate cu Cantitatea Unu 4.4.1 (Bio-Rad, Hercules, CA). Controlul intern, β-actina, a fost utilizat pentru a normaliza variațiile de încărcare.
Pentru a evalua expresia proteinei leptinei în țesutul adipos, lizatele au fost preparate din țesuturi adipose epididimale folosind tampon RIPA (Sigma, St. Louis, MO) suplimentat cu inhibitori de protează și fosfatază (Sigma, St. Louis, MO), și nivelurile lor de proteine leptină. au fost evaluate cu kit ELISA (RayBio Mouse Leptin ELISA Kit, RayBiotech) conform instrucțiunilor producătorului. Rezultatele au fost normalizate prin concentrația de proteine totale și prezentate ca procentaj al nivelului din grupul VV.
Statistici
Toate datele sunt exprimate ca mijloace ± SEM, dacă nu se specifică altfel. Testele statistice au fost efectuate folosind analiza varianței unidirecțională sau bidirecțională (ANOVA) urmată de corecția Bonferroni sau nepereche t-testați folosind GraphPad Prism (versiunea 5; Software GraphPad, La Jolla, CA, SUA). Nivelul de semnificație a fost stabilit la