妊娠期能量限饲对子代成年大鼠胰岛β细胞的影响
在农业生产上，由于母畜在妊娠期间饲料供给不足或者饲料短缺，容易造成母畜能量摄入不足，从而导致胎儿宫内生长发育迟缓（Intrauterine growth retardation, IUGR）。IUGR仔畜的出生体重降低，胰腺重量降低，并在后天的生长发育过程中，容易造成家畜瘦肉品质下降并产生相关代谢性疾病。目前，多种IUGR动物模型表明母体妊娠期能量摄入不足能够导致IUGR子代胰岛β细胞的生长发育受损和胰岛素分泌功能紊乱，主要表现为β细胞面积减小、β细胞质量和数量降低、胰岛素分泌降低以及PDX-1（胰腺十二指肠同源框因子-1）的表达量降低。然而，大多数IUGR限饲模型的研究主要在母体妊娠期和哺乳期，并且集中在胎儿和新生儿的胰岛β细胞。所以，胎儿先天能量限饲所造成的胰岛损伤是否能通过后天正常饮食的弥补而有一定程度的恢复还不清楚，也就是说，IUGR子代在哺乳期和后天恢复正常能量摄入对胰岛β细胞是否有持续性的影响以及相关调控机制还有待研究。 因此，本试验采用Sprague Dawley（SD）大鼠为试验材料，探究IUGR子代出生后恢复正常能量摄入对其成年胰岛β细胞形态和胰岛素分泌功能的影响。本试验旨在为探索IUGR子代在出生后恢复正常能量摄入对成年子代相关代谢疾病的影响及相关调控机制提供理论依据。试验内容主要分为了三部分： 1、通过在母鼠妊娠第10天至分娩期间限制饲料50%摄入的方法建立IUGR仔鼠模型，而IUGR仔鼠在母鼠哺乳期至12周龄饲喂正常能量（IUGR组）；对照组是子代在母鼠妊娠期至12周龄一直饲喂正常能量（Control组）。 2、通过腹腔注射葡萄糖耐量试验（IPGTT），在整体水平上检测 12 周龄大鼠葡萄糖耐受和胰岛素分泌应答功能；并提取12周龄大鼠的原代胰岛细胞，通过RT-qPCR 分析葡萄糖转运、KATP通道、Ca2＋通道和胰岛素基因等胰岛素分泌相关调控因子的mRNA表达变化。 3、通过免疫组化对12周龄大鼠的胰岛β细胞进行形态学分析；并通过RT-qPCR分析12周龄大鼠原代胰岛细胞的PDX-1、IGFs、FGFs、EGF和VEGFa等胰岛生长发育相关调控因子的表达变化。 本试验结果： 1、IUGR组子代大鼠的出生体重（0周）比Control组降低12.7%（P＜0.01），而12周龄前的每周体重在IUGR组和Control组之间无差异；而且12周龄子代大鼠的组织（如：胰腺、肝脏、脾、心脏和肺）重量变化无差异。 2、IPGTT试验结果发现，12周龄子代大鼠的血糖浓度变化在180min内没有差异，而IUGR组的血浆胰岛素浓度在60min和120min时降低（P＜0.05）。RT-qPCR结果显示胰岛素分泌相关调控因子（GLUT2、Kir6.2、CACNA1C、MICU1、PPARα、PPARγ、UCP2、Insulin1、Insulin2和IR）的mRNA表达均无显著差异。 3、免疫荧光染色结果发现，胰岛β细胞弥散性的分布在胰腺外分泌腺泡组织之间；经统计分析，胰岛β细胞面积及其与胰腺组织面积的比例均无显著差异。RT-RCR结果显示除了IUGR组的PDX-1的表达水平上调（P＜0.05），其他胰岛细胞生长发育相关调控因子（IGFs、FGF10、FGF21、FGFR1、FGFR2、EGF、EGFR和VEGFa）的mRNA表达均无显著差异。 根据以上结果推测： 1、在妊娠期间采用限饲50%的方法能够成功构建IUGR仔鼠模型。此外， IUGR仔鼠在出生后通过恢复正常能量摄入能够使体重出现追赶性生长，并且使成年子代大鼠的体重和胰腺重量恢复到正常水平。 2、通过胰岛素分泌应答试验发现，IUGR组大鼠的血糖浓度无变化而血浆胰岛素浓度却降低，说明 IUGR 仔鼠在成年后有潜在的胰岛素敏感性增强的可能性。 3、子代成年大鼠的胰岛β细胞面积及其与胰腺面积的比例无显著性差异，说明 IUGR 仔鼠在后天的正常能量摄入能使胰岛 β 细胞的生长发育恢复到正常水平，而上调的PDX-1的表达量能为这种补偿机制作出解释。 综上所述：母体妊娠期能量限饲会产生低出生体重的IUGR仔鼠，但 IUGR子代出生后恢复正常能量摄入能使成年子代大鼠的体重、胰腺重量、胰岛β细胞面积和胰岛素分泌应答功能恢复到正常水平。虽然胰岛β细胞中上调的PDX-1信号作为潜在的补偿机制能够恢复先天能量限饲所造成的胰岛损伤，但是持续性的PDX-1上调并伴随着外周组织的胰岛素敏感性增强也会更容易导致后天胰岛β细胞的过度增殖及其肥胖等代谢性疾病的发生。
宫内发育迟缓;能量限饲;胰岛β细胞;胰岛素分泌;动物实验
西南大学
硕士
基础兽医学
陈小川
2019
中文
R714.51
2019-12-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）