甜菜碱调控PPARα-Fgf21信号通路在妊娠期糖尿病致子代异常的作用和机制研究

基本信息
批准号:81900723
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:22.00
负责人:刘洁颖
学科分类:
依托单位:中国医学科学院北京协和医院
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
代谢记忆糖代谢早期干预甜菜碱表观遗传学
结项摘要

The poor developmental environment in early life (maternal Gestational Diabetes Mellitus, GDM) can introduce "metabolic memory" to the fetus, resulting in a significant increased risk of metabolic disease in adulthood of offspring. The epigenetic phenomenon of DNA methylation modification may be an important mechanism of "metabolic memory". Based on previous clinical studies, we found that the betaine content of GDM mothers and infants was lower than that of the control group. Betaine is known to have an effect on improving glycolipid metabolism, and its major signaling pathways include agonizing PPARα and upregulating FGF21. However, the mechanism of betaine in the intrauterine developmental environment affecting the metabolism of offspring in adulthood is not clear. It has been reported that the activation of PPARα in pregnant mice can affect the methylation of the Fgf21 gene in the offspring. Therefore, we propose a scientific hypothesis that betaine can stimulate PPARα during pregnancy, thus alter the methylation of Fgf21 gene in offspring, thereby improving the metabolic phenotype of offspring in adulthood. This study is based on the trans-generational mouse model of abnormal glucose and lipid metabolism that has been constructed by the research team to verify whether betaine intervention can improve the metabolism phenotype of offspring, whether it is through the PPARα-Fgf21 gene methylation pathway, and is expected to provide new idea and new target for early prevention of diabets.

生命早期的不良发育环境(包括妊娠期糖尿病,GDM)可以对胎儿产生“代谢记忆”,致子代成年期患代谢疾病的风险显著增加。DNA甲基化修饰这一表观遗传现象可能是“代谢记忆”的重要机制。我们前期临床研究发现,与对照组相比GDM母婴体内甜菜碱含量均较低。已有研究显示甜菜碱具有改善糖脂代谢的作用,其主要信号通路包括激动PPARα进而上调FGF21。然而宫内发育环境中甜菜碱如何影响子代成年期代谢及其机制尚不明确。据报道孕鼠体内PPARα的激动可以影响子代Fgf21基因甲基化的修饰。因此我们提出科学假说,宫内发育环境中甜菜碱可以激动PPARα改变子代Fgf21基因的甲基化修饰,进而改善子代成年期的代谢表型。本课题拟基于课题组已构建的糖脂代谢异常跨代小鼠模型,验证甜菜碱干预是否可以改善母子代谢表型,是否是通过PPARα-Fgf21基因甲基化通路发挥调控作用,以期为糖尿病的早期防治提供新思路、新靶点。

项目摘要

生命早期的不良发育环境(包括妊娠期糖尿病,GDM)可以对胎儿产生“代谢记忆”,致子代成年期患代谢疾病的风险显著增加。DNA甲基化修饰这一表观遗传现象可能是“代谢记忆”的重要机制。我们前期临床研究发现,与对照组相比GDM母婴体内甜菜碱含量均较低,然而宫内发育环境中甜菜碱如何影响子代成年期代谢及其机制尚不明确。本课题拟基于课题组已构建的糖脂代谢异常跨代小鼠模型,发现孕期干预甜菜碱可以改善母亲高脂所带来的子代成年期代谢异常,并发现以下可能的重要机制:(1)对子代肠道菌产生长期影响,甜菜碱干预持续性升高母代、4周与20周龄小鼠中肠道菌Romboutsia的相对丰度,从而影响子代成年期代谢;(2)发现甜菜碱可显著改善母代高脂饮食给子代成年期带来的胰岛素抵抗和肝脏脂肪变性,对F1子代4周的肝脏进行全基因组甲基化测序,发现甜菜碱组显著上调子代肝脏E3泛素连接酶NEDD4L基因甲基化水平。同时发现子代5周龄甜菜碱组子代小鼠肝脏的ULK1转录水平发生了上调。在体外水平,甜菜碱干预后自噬小体快速进入溶酶体的过程,可能是自噬激活的一种生物学特点。因此提示子代肝脏中NEDD4L的下降,蛋白泛素化水平下调,且ULK1的上升和自噬激活。本研究可能为解释宫内发育环境影响二型糖尿病的发生发展提供重要的理论基础。同时这些天然富甲基的代谢小分子作为改变甲基化修饰的干预手段,有望在生命早期水平上为有效防止T2DM的发生发展提供健康指导新策略。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

转录组与代谢联合解析红花槭叶片中青素苷变化机制

转录组与代谢联合解析红花槭叶片中青素苷变化机制

DOI:
发表时间:
2

动物响应亚磁场的生化和分子机制

动物响应亚磁场的生化和分子机制

DOI:10.13488/j.smhx.20190284
发表时间:2019
3

简化的滤波器查找表与神经网络联合预失真方法

简化的滤波器查找表与神经网络联合预失真方法

DOI:
发表时间:2015
4

3-羟基糖取代对槲皮素与人血清蛋白相互作用的影响

3-羟基糖取代对槲皮素与人血清蛋白相互作用的影响

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.028743
发表时间:2021
5

淋巴瘤表观遗传学靶向治疗的进展

淋巴瘤表观遗传学靶向治疗的进展

DOI:10.3969/j.issn.1000-8179.2020.07.330
发表时间:2020

刘洁颖的其他基金

相似国自然基金

1

miR221/222参与妊娠期糖尿病致子代异常的作用及机制研究

批准号:81471516
批准年份:2014
负责人:范建霞
学科分类:H0422
资助金额:73.00
项目类别:面上项目
2

经典Wnt/β-catenin通路激活致妊娠期糖尿病子代心肌肥厚的研究

批准号:81872869
批准年份:2018
负责人:罗健东
学科分类:H3502
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
3

miR-20b介导ERK信号通路在PCBs暴露致子代视网膜发育异常中的作用机制研究

批准号:81600779
批准年份:2016
负责人:张昕
学科分类:H1309
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
4

PPARγ/NF-κB信号通路在妊娠期肝内胆汁淤积症发病中的作用及机制研究

批准号:81401222
批准年份:2014
负责人:张岩
学科分类:H0417
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目