宫内糖尿病环境致子代印记基因IGF2和ZAC表达改变及与2型糖尿病发病关系的研究

妊娠期糖尿病使胎儿暴露于母体的糖尿病环境中，可对胎儿产生短期（如巨大儿，胎儿窘迫等）和长期（如肥胖、糖耐量受损、糖尿病发病风险增加等）并发症。研究表明，宫内糖尿病环境暴露可能是胎儿长期并发症如青少年肥胖和2型糖尿病发病的一个重要决定因素，但具体机制不明。在前期研究中我们检测到妊娠期糖尿病子代糖尿病相关重要印记基因IGF2和ZAC表达发生明显改变，本研究利用妊娠期糖尿病动物模型进一步研究宫内糖尿病环境暴露致子代IGF2和ZAC表达改变与子代生长发育及2型糖尿病发病的相关性，通过孕期甲基化供体食物添加对糖尿病宫内暴露引起的印记基因IGF2和ZAC表达的纠正作用，验证印记基因表达改变的分子机制与基因甲基化状态变化有关，并利用体外细胞培养阐明其具体的分子机制；为预防青少年肥胖和2型糖尿病提供理论依据。

本项目已按计划进行。.研究背景和方向：妊娠期糖尿病导致的胎儿宫内糖尿病环境暴露被证实可能是子代青少年肥胖和2型糖尿病发病的一个重要因素，但具体机制不明。本研究在前期发现妊娠期糖尿病子代糖尿病发病相关重要印记基因表达发生改变的基础上，进一步从表观遗传调节层面阐明宫内糖尿病环境暴露对子代的影响及可能机制，为预防青少年肥胖和2型糖尿病提供理论依据。.研究内容：1.通过建立妊娠期糖尿病动物模型，进一步明确妊娠期宫内糖尿病环境对子代印记基因Igf2和ZAC的影响，子代印记基因改变的时段性以及与子代表型的相关性。2.通过孕期甲基化饮食添加，探讨宫内糖尿病暴露所致印记基因改变的机制以及可能的干预途径。3.综合印记基因印记状态改变以及甲基化供体饮食的作用，进一步阐明印记基因表达改变的分子机制。.研究结果和结论：1.利用STZ腹腔注射法成功建立妊娠期糖尿病小鼠模型。2.妊娠期糖尿病不同妊娠天数子代胎儿重量和胎盘重量均显著下降；妊娠期糖尿病子代胎盘组织印记基因Igf2和H19表达量显著下降，而肝脏组织Igf2表达显著增加；子代胎盘Igf2/H19差异甲基化区中H19-DMR甲基化水平较对照组增高，且胎盘甲基转移酶表达显著改变；上述结果提示宫内糖尿病环境暴露对子代胎盘和肝脏印记基因表达产生影响，并与子代的表型相关，印记基因表达改变与甲基转移酶表达异常引起的基因甲基化修饰状态改变有关。2.建立妊娠期糖尿病-甲基化供体饮食小鼠模型；妊娠期糖尿病-甲基化供体饮食子代肝脏组织Igf2和H19表达无显著性改变；表明通过饮食调控基因的甲基化状态及表达，其价值有待商榷。3.体外细胞培养基中添加不同浓度的胰岛素，甲基转移酶和印记基因Igf2的表达呈胰岛素剂量依赖性增加，提示胰岛素信号对甲基转移酶的调节作用在宫内糖尿病环境暴露引起的子代印记基因表达改变中起关键作用。