Ожирение матери изменило обмен веществ в печени потомства через сигналы плаценты

Исследование на мышах показало, что ожирение во время беременности может влиять на развитие печени у плода через молекулярные сигналы, проходящие сквозь плаценту. У самцов потомства эти изменения сохранялись во взрослом возрасте и сопровождались нарушением обмена глюкозы.

Работа опубликована в журнале Nature Communications. Пока речь идёт прежде всего об экспериментах на животных, поэтому результаты нельзя напрямую переносить на беременных женщин и их детей.

Как молекулярные сигналы достигли печени плода

Учёные изучали мышей с ожирением, вызванным питанием. В плазме беременных животных они обнаружили малые внеклеточные везикулы, или sEV. Это крошечные мембранные пузырьки, способные переносить молекулы между клетками.

Материнские sEV проходили через плаценту и накапливались в печени плода. В них было повышено содержание микроРНК miR-29a-3p. МикроРНК - это короткие молекулы РНК, которые участвуют в регуляции активности генов.

Повышенный уровень miR-29a-3p подавлял несколько регуляторов метилирования ДНК и менял метилом печени плода. Метиломом называют совокупность химических меток на ДНК, связанных с управлением работой генов.

Одним из затронутых участков оказался Pgc-1α - ключевой регулятор образования глюкозы в печени. Этот участок стал менее метилированным и активировался раньше, чем ожидалось, ещё во время внутриутробного развития.

Что произошло с потомством

Самцы, родившиеся у мышей с ожирением, во взрослом возрасте хуже переносили глюкозную нагрузку и имели сниженную чувствительность к инсулину. Эти особенности сохранялись, хотя после отлучения от матери животные получали обычный рацион.

Как проверить, что изменения связаны именно с внеклеточными везикулами? Авторы вводили здоровым реципиентам sEV, полученные от беременных мышей с ожирением. У потомства повторился тот же метаболический фенотип.

Похожий эффект наблюдался и после введения мышам везикул из плазмы беременных женщин с ожирением. По мнению авторов, это может указывать на сохранение такого механизма у разных видов. Однако этот эксперимент сам по себе не подтверждает, что у людей происходят те же долгосрочные изменения.

Роль одной микроРНК

Исследователи отдельно проверили действие miR-29a-3p. Искусственно созданных sEV, содержащих только эту микроРНК, оказалось достаточно, чтобы вызвать описанные нарушения у мышей.

Когда miR-29a-3p нейтрализовали в материнских везикулах, изменения у потомства в значительной степени исчезали. Авторы связывают полученные результаты с цепочкой из трёх элементов: материнские внеклеточные везикулы, переносимая ими микроРНК и эпигенетическая перестройка печени плода.

Что результаты могут означать для человека

Работа дополняет концепцию внутриутробных истоков здоровья и болезней. Согласно выводам авторов, метаболическое состояние матери может передавать плоду сигналы не только через питательные вещества и гормоны, но и через регуляторные РНК, способные проходить через плаценту и менять эпигенетическую программу развивающихся органов.

Учёные предполагают, что подобный механизм может частично объяснять долгосрочные метаболические риски у некоторых людей, рождённых женщинами с ожирением. Они также допускают, что несвоевременное поступление таких молекулярных сигналов или их неподходящее количество способно влиять на формирование других органов. В этой работе, однако, изучали только обмен веществ в печени.

Теперь авторы наблюдают за группами людей, чтобы выяснить, связан ли уровень miR-29a-3p в пуповинной крови с метаболическими особенностями детей. По словам профессора Ли Ляна, при подтверждении такой связи микроРНК в будущем может рассматриваться как ранний биомаркер метаболического риска. Пока это предположение требует проверки в исследованиях с участием людей.

Источник: News-Medical