Материнский стресс индуцировал стресс эндоплазматического ретикулума и нарушение секреции инсулина островками поджелудочной железы посредством активации глюкокортикоидных рецепторов у потомства взрослых самцов крыс.

Том 12 научных отчетов, номер статьи: 12552 (2022 г.) Цитировать эту статью

837 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Воздействие перинатального (пренатального и/или послеродового) стресса рассматривается как фактор риска метаболических нарушений в дальнейшей жизни. Соответственно, это исследование было направлено на изучение влияния перинатального стресса на индукцию стресса эндоплазматической сети (ЭР) поджелудочной железы, нарушение секреции инсулина и изменения экспрессии WFS1 (трансмембранного гликопротеина вольфрамина ER, который участвует в гомеостазе ER и секреции инсулина) у потомства крыс. По сроку воздействия самок переменного стресса их потомство мужского пола было разделено на контрольное (CTRL); предбеременность, беременность, лактационный стресс (PPPLS); стресс перед беременностью (PPS); стресс беременности (ПС); лактационный стресс (ЛС); стресс перед беременностью (PPPS); беременность, лактационный стресс (ПЛС); группы до беременности, лактационного стресса (PPLS). Поджелудочные железы потомства были удалены для экстракции ER и оценки биомаркеров стресса ER, метилирования ДНК гена WFS1 и секреции инсулина изолированными островками. Также проверяли толерантность к глюкозе. В группах, подвергшихся стрессу, материнский стресс значительно повышал уровень кортикостерона в плазме. В группах PPS, PS и PPPS материнский стресс увеличивал уровни Bip (Hsp70; член 4 семейства белков теплового шока A), Chop (Ddit3; транскрипт3, индуцируемый повреждением ДНК) и WFS1 в экстрагированном из поджелудочной железы ER. Более того, в этих группах были нарушены секреция и содержание инсулина островками, а также толерантность к глюкозе. В группах PPS, PS, LS и PPPS повышалась экспрессия панкреатических глюкокортикоидных рецепторов (GR). Материнский стресс не повлиял на метилирование ДНК WFS1 поджелудочной железы. Таким образом, материнский стресс во время пренатального периода нарушал секрецию инсулина островками и гомеостаз глюкозы у взрослых потомков мужского пола, возможно, за счет индукции стресса ER и экспрессии GR в поджелудочной железе, в связи с этим следует определить роль изменения белка WFS1 в ER поджелудочной железы. также учитываться.

Нарушение секреции инсулина островками Лангерганса является одной из основных причин метаболических нарушений, связанных с метаболизмом глюкозы, таких как диабет, которые могут быть вызваны несколькими факторами окружающей среды, включая стресс1. Считалось, что на распространенность метаболических нарушений в основном влияют генетические факторы; однако генетика не может объяснить все причины, вызывающие метаболические нарушения, поэтому недавние исследования были сосредоточены на образе жизни как основном факторе заболеваемости метаболическими заболеваниями2. Материнский стресс/перинатальный стресс считается фактором риска с точки зрения последствий для поколения. Это относится к воздействию на мать стрессовых состояний, таких как психологический и физический стресс (например, депрессия, тревога, диета с высоким содержанием углеводов и/или жиров) в период до зачатия, беременности, а также в периоды лактации, которые могут повлиять на программирование развивающихся органов потомства, и может привести к негативным последствиям, таким как сердечно-сосудистая дисфункция и диабет в более позднем возрасте3,4. Критические механизмы, предложенные для объяснения этих ассоциаций, плохо изучены. Эпигенетические изменения в различных системах организма, вызванные повышенным уровнем глюкокортикоидов, были предложены в качестве потенциального механизма, связывающего неблагоприятные переживания в перинатальный период и нарушение здоровья потомства в дальнейшей жизни5. Многие исследования на людях и животных подтвердили, что перинатальное воздействие высоких уровней глюкокортикоидов может прямо или косвенно изменять уровни экспрессии генов «эпигенетических регуляторов», таких как ДНК-метилтрансфераза 1 (Dnmt1), у потомства через свободные жирные кислоты, воспалительные цитокины, окислительный стресс и гипергликемия6. Изменение программирования оси гипоталамус-гипофиз-надпочечники (HPA) у потомства (и, следовательно, уровней циркулирующих глюкокортикоидов) может привести к увеличению реакции HPA на стресс во взрослом возрасте7.

Недавние исследования показали, что метилирование ДНК чувствительно к воздействию стресса окружающей среды в раннем возрасте. В качестве доказательства можно отметить, что у взрослых потомков, подвергшихся жестокому обращению и пренебрежению детьми, во взрослом возрасте наблюдалась тревожность и дисфункция оси HPA, а у этих потомков наблюдалась гиперметилированная и сниженная экспрессия глюкокортикоидных рецепторов гиппокампа (GR)8. Напротив, более высокий уровень материнской заботы в раннем послеродовом периоде, такой как поведение «лизать-ухаживать» и «выгибать спину» (LG-ABN) по отношению к детенышам, вызывал гипометилирование и повышенную экспрессию GR в гиппокампе и снижал реакцию на стресс9. Более того, Ньиренда и др. показали, что воздействие избыточного количества глюкокортикоидов во время беременности и лактации оказывает долгосрочное воздействие на программирование метаболических сигнальных путей, которое проявляется в гипергликемии, непереносимости глюкозы и резистентности к инсулину у взрослых животных10. С другой стороны, недавно было показано, что стресс эндоплазматической сети (ЭР) является центральным механизмом возникновения заболеваний, связанных с метаболическими нарушениями. Гомеостаз эндоплазматической сети (ЭР) имеет решающее значение для соответствующей функции клеток, а защитная система, называемая ответом развернутого белка (UPR), активируется в результате нарушения гомеостаза ЭР. Этот UPR направлен на смягчение неблагоприятных последствий стресса ER путем активации трех сигнальных путей: IRE1, PERK и ATF6, которые называются датчиками UPR11,12.