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在小鼠中,怀孕期间镉暴露与成年雌性后代的肥胖和代谢问题有关

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特蕾西皮克
斯科特·贝尔彻

在一项旨在模拟人类接触有毒金属镉的小鼠研究中,北卡罗来纳州立大学(North Carolina State University)的研究人员发现,怀孕期间接触镉的小鼠的雌性后代成年后变得肥胖,出现脂肪肝,无法正常处理葡萄糖。男性后代则没有受到同样的影响。这项研究还揭示了镉暴露如何影响肝脏中线粒体功能和发育信号通路。

镉是一种有毒的重金属。环境暴露通常来自化石燃料排放、吸烟以及一些食物和水源。它是一种累积毒素,意味着在正常的暴露水平下,必须经过多年的暴露才能产生毒性作用。然而,在人类中有令人信服的证据表明,相对短期的镉发育暴露可能增加肥胖和肥胖相关疾病的风险,如心血管疾病和2型糖尿病。

为了探索发育性镉暴露会增加日后肥胖风险的假设,北卡罗来纳州立大学生物学副教授斯科特·贝尔彻(Scott Belcher)进行了一项小鼠研究,以人类妊娠期镉暴露为模型。

从受孕前两周到产后10天,成年雌性小鼠每天通过饮水摄入500ppm的镉。剂量和持续时间代表了相当于人类妊娠期的发育暴露期。未观察到镉暴露对怀孕小鼠的影响。

镉暴露的母亲分析了224名男性和女性后代。在研究结束时,成年女性后代重量较为27%,脂肪比未曝光的母后代在相同的条件下提高了7倍。此外,暴露母亲的女性后代均具有升高的甘油三酯,脂肪肝,含有癌前病变的增加,并改变对葡萄糖的反应。男性后代的肝脏不受镉暴露的影响。

使用RNA测序分析,Belcher及其团队发现镉正在改变线粒体功能,并导致女性肝脏中的类视黄素和胰岛素信号传导,影响对正常葡萄糖反应至关重要的途径。

贝尔彻说:“本质上,镉破坏了女性体内保护肝脏免受氧化应激的机制。”“我对这种对雌性和雄性后代影响的差异感到震惊。我们不知道为什么,但是肝脏对母体镉暴露的反应绝对是两性二型的。

“据我们所知,这项研究首次证明了一种环境化合物既是类维生素a干扰物,又是一种性别特异性的延迟致肥剂,”贝尔彻说。

该作品出现在毒物学的科学,并得到国家环境卫生研究所(授予5T32ES007046-38和P30ES025128)和NC州人类健康中心的支持。托马斯·杰克逊,国家统计学毒理学研究生,是第一作者。NC国家共同作者包括本科生Garrett Ryherd和Chris Scheity,前本科生Aubrey Sasser和博士后研究员T.C.Guillette。

皮克-

编辑报告:追随抽象。

Cd -1小鼠妊娠期暴露于Cd -1诱发成年雌性后代性别特异性肝胰岛素不敏感、肥胖和代谢综合征

DOI:10.1093 / TOXSCI / KFAA154

作者:Thomas Jackson, Garrett Ryherd, Chris Scheibly, Aubrey Sasser, T.C. Gullette, Scott Belcher,北卡罗莱纳州立大学
发表:在线毒物学的科学

文摘:
有令人信服的证据表明有毒金属的发育暴露会增加肥胖和肥胖相关的发病率,包括心血管疾病和2型糖尿病。为了探讨发育CD暴露在人类妊娠期(GD0 - PND10)(GD0 - PND10)期间将雄性和雌性CD-1小鼠增加肥胖症的肥胖风险的假设。通过成年期前评估了代谢破坏,肝脏脂肪变性和代谢综合征的标志指标。母体血液CD水平与人体妊娠队列中观察到的水平相似,并且在成人后代未检测到CD。没有观察到暴露在水坝或怀孕相关结果的影响。葡萄糖和胰岛素耐受性试验的结果表明,CD-曝光受损的后代葡萄糖稳定性PND42。循环甘油三酯和肝脏脂肪变性的曝光相关的增加仅在女性中显而易见。通过PND120,CD曝光的女性比未暴露的控制雌性更多的Perigonadal脂肪较高30%。没有证据表明血脂血症,脂肪变量增加,重量增加,也不增加CD暴露的肥胖
男性后代。肝脏对PND1、PND21和PND42的转录组分析显示,成年女性氧化应激和线粒体功能障碍的特异性增加,维甲酸信号早期明显中断,胰岛素受体信号改变与肝脏胰岛素敏感性一致。在相当于人类妊娠期的发育前期和围产期暴露于500 ppb CdCl2所观察到的脂肪变性和代谢综合征样表型表明,Cd在发育过程中作为一种性别特异性的延迟性肥胖物质。

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