چاقی مادر اکسیداسیون اسید چرب، فعالیت AMPK، و متیلاسیون DNAمربوطه را در سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از نوزادان انسان تغییر می دهد
تاریخ انتشار: جمعه 19 آبان 1396
| امتیاز:
اهداف:
نوزادانی که از مادران چاق متولد می شوند، آدیپوسیتی بیشتری (ذخیره چربی نابه جا) دارند و در مقایسه با نوزادانی که از مادران با وزن طبیعی متولد می شوند، بیشتر در معرض چاقی وکودکانه و بیماری های متابولیکی دارند ولی مکانیسم های سلولی دخیل در این اثرات مشخص نیست.
روش ها:
ما این فرضیه که سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از بند ناف انسانی مشتق از نوزادان دارای مادر چاق(Ob-MSC) در مقایسه با مادران دارای وزن طبیعی(NW-MSC) متایولیسم اسید چرب تغییر یافته ای را نشان می دهند تست کردیم. در MSCهای نوزادی که متحمل میوژنز در شرایط آزمایشگاهی شدند، ما متابولیسم لیپیدی سلولی و فعالیت AMPK، فعال شدن AMPK در پاسخ به استرس غذایی سلولی و متیلاسیون DNA سلول های بنیادی مزانشیمی و محتوای mRNAی ژن های مربوط به متابولیسم اکسیداتیو را اندازه گیری کردیم.
نتایج:
ما دریافتیم که Ob-MSCها زمانی که متحمل میوژنز آزمایشگاهی شدند تجمع چربی بیشتر، اکسیداسیون اسید چرب پایین تر(FAO) و عدم تنظیم فعالیت AMPK را نشان دادند. آزمایش های بیشتر نشان داد که یک تفکیک فنوتیپی مجزایی در گروه Ob-MSC اتفاق می افتد که مربوط به اختلال متابولیکی شدیدتر در MSCها است که مربوط به آدیپوسیتی بالاتر نوزدادی و سطح انسولین خون بند ناف است. آنالیزهای هدفمند آرایه متیلاسیون DNA ، هایپر متیلاسیون Ob-MSC را در ژن های تنظیم کننده FAO(PRKAG2, ACC2, CPT1A, SDHC) و محتوای mRNA پایین تر مربوط به این ژن ها را نشان داد.
جمع بندی:
این داده ها نشان می دهد که آدیپوسیتی نوزادی بیشتر با فعالیت سرکوب شده AMPK و اکسیداسیون لیپیدی کاهش یافته در MSCهای مشتق از نوزادان متولد شده از مادران چاق مرتبط است و ممکن است یک مارکر اولیه مهم برای خطر چاقی موجود باشد.
Mol Metab. 2017 Nov;6(11):1503-1516. doi: 10.1016/j.molmet.2017.08.012. Epub 2017 Sep 1.
Maternal obesity alters fatty acid oxidation, AMPK activity, and associated DNA methylation in mesenchymal stem cells from human infants.
Boyle KE1, Patinkin ZW2, Shapiro ALB3, Bader C2, Vanderlinden L4, Kechris K4, Janssen RC5, Ford RJ6, Smith BK6, Steinberg GR7, Davidson EJ8, Yang IV8, Dabelea D9, Friedman JE5.
Abstract
OBJECTIVE:
Infants born to mothers with obesity have greater adiposity, ectopic fat storage, and are at increased risk for childhood obesity and metabolic disease compared with infants of normal weight mothers, though the cellular mechanisms mediating these effects are unclear.
METHODS:
We tested the hypothesis that human, umbilical cord-derived mesenchymal stem cells (MSCs) from infants born to obese (Ob-MSC) versus normal weight (NW-MSC) mothers demonstrate altered fatty acid metabolism consistent with adult obesity. In infant MSCs undergoing myogenesis in vitro, we measured cellular lipid metabolism and AMPK activity, AMPK activation in response to cellular nutrient stress, and MSC DNA methylation and mRNA content of genes related to oxidative metabolism.
RESULTS:
We found that Ob-MSCs exhibit greater lipid accumulation, lower fatty acid oxidation (FAO), and dysregulation of AMPK activity when undergoing myogenesis in vitro. Further experiments revealed a clear phenotype distinction within the Ob-MSC group where more severe MSC metabolic perturbation corresponded to greater neonatal adiposity and umbilical cord blood insulin levels. Targeted analysis of DNA methylation array revealed Ob-MSC hypermethylation in genes regulating FAO (PRKAG2, ACC2, CPT1A, SDHC) and corresponding lower mRNA content of these genes. Moreover, MSC methylation was positively correlated with infant adiposity.
CONCLUSIONS:
These data suggest that greater infant adiposity is associated with suppressed AMPK activity and reduced lipid oxidation in MSCs from infants born to mothers with obesity and may be an important, early marker of underlying obesity risk.
PMID: 29107296