一項新的研究表明，母親懷孕期間的鍛煉可以改善后代的代謝健康，即使母親肥胖或處于高脂肪飲食中。母親的體育鍛煉會誘導(dǎo)胎盤分泌關(guān)鍵蛋白質(zhì)SOD3，從而降低后代患糖尿病的風(fēng)險。論文中的發(fā)現(xiàn)確定了這一過程背后的機(jī)制。研究結(jié)果發(fā)表在雜志上糖尿病2022年3月15日。
 

 

 

　　產(chǎn)婦肥胖和二型糖尿病呈上升趨勢。在西方和亞洲國家，超過30%的育齡婦女被歸類為肥胖。與此同時，到2045年，預(yù)計將有6.3億人生活在二型糖尿病。肥胖母親或患有二型糖尿病的母親所生的孩子患糖尿病的風(fēng)險增加，即使他們過著健康的生活。

 

　　“隨著母親肥胖的增加，一個令人擔(dān)憂的循環(huán)正在形成，糖尿病的風(fēng)險會代代相傳，”東北大學(xué)跨學(xué)科前沿科學(xué)研究所(FRIS)的助理教授Joji Kusuyama說，他是這項研究的主要作者。"阻止這種循環(huán)是一個關(guān)鍵而緊迫的醫(yī)學(xué)問題."

 

　　與Kusuyama一起參加研究小組的有來自Joslin糖尿病中心的Laurie Goodyear、Nathan Makarewicz、Brent Albertson、Ana Alves-Wagner、Royce Conlin、Noah Prince、Christiano Alves、Krithika Ramachandran和Michael HirshmanRIKEN綜合醫(yī)學(xué)科學(xué)中心的Chisayo Kozuka金澤醫(yī)科大學(xué)的Toshihisa Hatta德克薩斯大學(xué)休斯敦分校的楊秀東和楊霞；和東北大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程研究生院的Ryoichi Nagatomi。

 

　　之前，該小組表明，懷孕期間的運動對后代的代謝健康有巨大的好處，證明了胎盤衍生的SOD3(代表超過氧化物歧化酶3)在將母體運動的好處傳遞給后代方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。在此基礎(chǔ)上，研究小組開始了解SOD3如何防止肥胖的負(fù)面影響從母親傳遞給孩子，并發(fā)現(xiàn)SOD3抑制了高脂肪飲食誘導(dǎo)的后代葡萄糖代謝異常。

 

 

　　組蛋白甲基化在表觀遺傳修飾中起著重要作用，表觀遺傳修飾是指不影響遺傳堿基對的DNA鏈的可遺傳變化。甲基(-CH3)附著在包裹DNA的組蛋白尾部的氨基酸上，有時激活基因表達(dá)，有時抑制基因表達(dá)。

 

　　當(dāng)母親攝入高脂肪食物時，胎兒肝臟中組蛋白H3三甲基化H3K4me3減少，阻礙葡萄糖代謝基因的表達(dá)。

 

　　研究人員發(fā)現(xiàn)，這是由兩個原因造成的。活性氧物種(ROS)——幫助身體新陳代謝和細(xì)胞功能的處于重新激活和活化狀態(tài)的氧——變得升高。與此同時，調(diào)節(jié)組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶的關(guān)鍵蛋白WDR82變得氧化，損害了蛋白質(zhì)的功能。

 

　　母親的高脂肪飲食對后代新陳代謝的有害影響可以通過母親的鍛煉來逆轉(zhuǎn)。基因操作表明，胎盤SOD3對于母體運動對后代的保護(hù)作用是不可或缺的。

 

　　這項研究也強(qiáng)調(diào)了鍛煉對于否定這一點是多么重要。當(dāng)研究人員將N-乙酰半胱氨酸(NAC)，一種提高肝臟性能的抗氧化劑，注入胎兒肝臟時，它沒有重現(xiàn)SOD3的結(jié)果。這表明懷孕期間運動自然產(chǎn)生的SOD3對后代的代謝健康至關(guān)重要。

 

 

　　鑒于鍛煉的簡單性和成本效益，鼓勵母親鍛煉有助于扭轉(zhuǎn)肥胖和2型糖尿病的驚人比率。SOD3的優(yōu)點可能不僅限于代謝壓力。“這種蛋白質(zhì)可能對孩子的其他器官有更廣泛的好處。我們目前正在研究SOD3引起的胎盤組織的變化，這可能對兒童產(chǎn)生積極的終身影響。”

 

　　作者警告說，這項研究僅處于臨床前階段，其對人類的適用性需要進(jìn)一步研究。此外，信號通路的某些方面需要進(jìn)一步研究。