文摘

背景。妊娠糖尿病(GDM)是一种常见的代谢紊乱在怀孕。发病率逐年上升,严重威胁母婴的安全。诱导GDM的肥胖是一个至关重要的因素。与GDM孕妇占很大比例的超重和肥胖的孕妇。我们的研究旨在探讨微分在炎症和代谢产物的潜在机制找到GDM的干预和管理方法在超重和肥胖的孕妇。方法。脐带和胎盘的血液样本收集与GDM正常体重孕妇(对照组)与GDM孕妇超重和肥胖(肥胖组)进行比较研究。血清炎性因子il - 10, TNF -α、il - 6、脂多糖(LPS)和TLR4表达被ELISA检测。bcl - 2的表达水平和caspase-3衡量蛋白质印迹。TUNEL染色法被用来观察胎盘绒毛的细胞凋亡。KEGG结合代谢组学被用来比较两组之间的差异代谢地图。结果。与对照组相比,抗炎因子il - 10水平在脐带血是减少肥胖组,而水平的促炎因子TNF -α,il - 6,有限合伙人增加。在胎盘组织,肥胖组有更高浓度的有限合伙人,TLR4、caspase-3和低浓度的bcl - 2。肥胖组胎盘绒毛更有可能接受比对照组细胞凋亡。相关分析表明,上述代谢物浓度与肿瘤坏死因子-负相关α或有限合伙人。结论。代谢物可以控制肥胖的过程中控制炎症的发生和发展。

1。介绍

妊娠糖尿病(GDM)是一个复杂的怀孕女性所特有的。妊娠高血压的发病率,惊厥,和其他疾病在GDM孕妇增加,胎儿过度增长的可能性也增加。婴儿也更容易患上各种新生儿疾病包括高胆红素血、血钙过少,红斑,呼吸窘迫综合征(1]。可以看出GDM严重的短期或长期的伤害了母亲和她的后代。

GDM的病因与怀孕期间的生理变化有很强的流行病学相关,肥胖、单个基因,胎儿母体GDM曝光,和其他环境因素2]。在这些因素中,肥胖被认为是最与GDM[相关变量和重要的风险因素3,4),它可以增加不良妊娠结局的风险在怀孕妇女和他们的后代,和独立导致GDM孕妇(的发生和发展5]。全世界越来越多的肥胖导致了上升趋势GDM和围产期并发症的发生率与疾病有关。人们逐渐认识到,重要的是要加强关注和研究相关的肥胖和GDM [6]。因此,迫在眉睫,以降低发病率的GDM孕妇体重管理。

研究表明,GDM可能影响疾病的发病率在通过脐带血的后代。GDM显示脱甲基的后代,这是有关自闭症谱系障碍的风险,1/2型糖尿病和其他疾病(7,8]。此外,大多数的内容在GDM孕妇和婴儿GDM脂肪酸低于健康孕妇组(9]。上述研究表明,脐带血是一个重要的母亲和胎儿之间的桥梁。然而,脐带血的整体代谢轮廓的表型特征仍然需要进一步的理解。

在肥胖的妊娠并发症和GDM,胎盘炎症已经观察到胎儿的环境中发挥核心作用[10]。一些细菌可以创建一个胎盘局部抗炎环境并将其转换成维护对GDM的影响状态。然而,与正常的GDM孕妇相比,内容相关的细菌减少在超重和肥胖的GDM孕妇的胎盘。抗炎效果降低,不利于新陈代谢的进展,可以很容易地导致更多不利的炎性表型(11]。代谢和炎症之间的关系为我们提供了一个可行的路径进行干预超重和肥胖的GDM孕妇。

本研究旨在收集脐带血和胎盘组织样本从正常体重,超重和肥胖的孕妇临床诊断出患有GDM。代谢组学用于分析脐带血代谢概况两组之间的差异,筛选出显著不同的代谢物。我们结合了脐带血的炎性因子水平的变化来探索潜在的相关性不同的代谢物和炎症,为了提供一个理论依据的干预和管理GDM孕妇超重和肥胖。

2。方法

2.1。源和分组的主题

本研究临床研究伦理委员会批准长沙妇幼保健医院(批准号:2021013)。在试验期间,所有受试者知情同意进行这个实验。测试程序符合《赫尔辛基宣言》。

总共16个孕妇与正常体重和7超重和肥胖的GDM孕妇被纳入研究。受试者所有孕妇参加长沙妇幼保健医院从2020年5月到2021年6月。实验设置为对照组和肥胖组(超重或肥胖的孕妇)根据体质指数分类标准。脐带血收集了从对照组16例,7例肥胖组23例,2份。胎盘组织收集,每组5例和10例。受试者的临床特点给出了表1。

入选标准:年龄批准;BMI标准被定义为超重或肥胖;和使用国际协会糖尿病和妊娠的诊断标准研究小组(IADPSG),口服葡萄糖耐量试验(OGTT)和血糖水平0 h≥5.1更易/ L, 1 h≥10.0更易/ L, 2 h≥8.5更易/ L。

排除标准:pre-GDM:糖化血红蛋白(HbA1c)超过6.5%或空腹血糖(FBG)超过7更易与h / L或2血糖水平(OGTT)超过11.1更易/ L;多个怀孕;患有慢性疾病如代谢和胃肠健康(如炎症性肠病);和诊断或凝血障碍的历史。

2.2。酶联免疫吸附试验(ELISA)

一夜之间整个血液样本被放置在4°C和离心机在1000克15分钟2 - 8°C,和上层清液取出以备后用。25μL的每个蛋白质样品进行了测试和稀释BSA标准(Saibao、盐城、中国)添加到enzyme-labeled反应井的il - 10(美国Proteintech KE00170)、肿瘤坏死因子-α(美国Proteintech KE00068)、il - 6(美国Proteintech KE00139)和有限合伙人(CSB-E09945 h,武汉华美生物工程有限公司,有限公司,中国)包同时,然后,BCA被添加到工作液完成定量检测。随后,每个样品的吸光度值和BSA标准测量的标540 - 590纳米的范围。

2.3。免疫印迹

我们把3 - 5毫升样品和PBS洗了他们。然后,里帕的解决方案是添加到上层清液溶解,离心获得血清或组织。BCA法定量检测蛋白浓度,然后,适量的蛋白质上层清液添加根据电泳分离蛋白质的定量结果。初级抗体稀释TLR4 (19811 - 1 - ap, 1: 5000年,Proteintech,美国)加入血清,和稀释bcl - 2主要抗体(12789 - 1 - ap 1: 2000年,Proteintech,美国),caspase-3 (CST # 9661, 1: 1000年,美国),和内部参考蛋白质β肌动蛋白(66009 - 1 -搞笑,1:5000年,Proteintech,美国)被添加到组织上层清液和孵化一夜之间在4°C。然后,样本孵化与HRP-labeled二级抗体合山羊anti-mouse免疫球蛋白(Proteintech SA00001-1, 1: 5000年,美国)或合山羊anti-rabbit免疫球蛋白(Proteintech SA00001-2, 1: 5000年,美国)在室温下为1.5 h。发射极耦合逻辑用于颜色开发和曝光成像,和数量一个专业的灰色分析软件被用来观察蛋白带的强度。

2.4。TUNEL

我们跟着TUNEL试剂盒的指示(40306 es50、上海逸生生物、中国)。两组胎盘组织切片后,他们用PBS (pH = 7.2 - -7.6, Abiowell,中国)3倍,添加和平衡缓冲和在室温下放置10 ~ 30分钟。随后,50μL (TdT)酶孵化缓冲区被添加到一个详细检查组织和孵化37°C在黑暗中30分钟。细胞核与DAPI染色工作方案(Abiowell,中国)在同一温度和冲洗10分钟PBS。缓冲甘油(Abiowell中国)被用来密封片,和切片观察×400的视野下的荧光显微镜(Motic BA410 T,中国)。如果细胞核染色棕色,这是一个积极的凋亡细胞。

2.5。不属预定目标的代谢物的分析

16从脐带血中选择7例在对照组,和LC-MC分析一起进行脐带血的7肥胖组。与水和rethawed样本稀释后,这是离心机,持续15分钟。上层清液被用于测试,根据需要对数据进行预处理。PLS-DA分析用于调查样本质量,和代谢物组间差异基因的筛选。同时,MetaboAnalyst 4.0结合基因和基因组的京都百科全书(KEGG)和人类代谢组数据库(HMDB)被用来进行浓缩通路分析代谢物的两套脐带血。

2.6。统计分析

GraphPad Prism 8.0被用于统计分析和绘图的数据在这个研究。符合正态分布的测量数据都表示为平均值±标准偏差,并比较两组之间的方式执行的t以及。斯皮尔曼相关分析应用进行相关研究。P< 0.05表示一个统计上的显著差异。

3所示。结果

3.1。脐带血中的炎性因子水平

首先,用ELISA检测抗炎因子il - 10和促炎因子的浓度TNF -α、il - 6和有限合伙人脐带血的两组。测量的结果在图所示1。肥胖组的il - 10的水平远远低于对照组(图1(一)),而肿瘤坏死因子的水平α、il - 6和有限合伙人显示显著的上升趋势(数据1 (b),1 (c),1 (d))。同时,ELISA法检测TLR4的表达,显示内容在肥胖组显著高于对照组(图1 (e))。这些结果表明,炎症因子和有限合伙人的脐带血肥胖组大量被释放,TLR4被激活,促炎反应是触发。

3.2。脐带血液代谢图谱的变化

接下来,不属预定目标的代谢是用于测试两组的脐带血。PLS-DA被用来分析两者之间的差异代谢物组:两组各自的区域在图显然是分开的,有明显的代谢组学组件(图的差异2(一个))。热图分析的结果表明,与对照组相比,肥胖组的水平明显高于有尼泊金丙酯,叫Q,甲羟孕酮,对甲氧基苯甲酸的脐带血。相反,谷氨酰胺、壬、组氨酸,橘皮苷和其他代谢物水平降低(图2 (b))。P值被用来屏幕代谢物有显著差异。火山图表显示的差别upregulation或对这些代谢物:与对照组相比,橘皮苷的四个代谢物,牛磺酸、N-acetyl-L-tryptophan,和3-indolepropionic酸明显肥胖组中表达下调,明显降低(图及其内容2 (c))。

3.3。函数微分脐带血液中代谢产物的变化

代谢物浓缩的概述地图显示,代谢物浓缩主要是集中在5代谢途径。其中,微分D-glutamine代谢物和D-glutamate代谢通路是最丰富,其次是氮代谢,牛磺酸和hypotaurine代谢,生物合成精氨酸,丙氨酸,天冬氨酸,谷氨酸代谢(图3)。

3.4。胎盘组织炎症变化

有限合伙人的浓度在胎盘组织中由ELISA检测,肥胖组和有限合伙人的浓度远高于对照组(图4(一))。应用免疫印迹检测TLR4的水平,显示更高的浓度在肥胖组(图4 (b))。TUNEL染色法被用来观察胎盘绒毛细胞凋亡,这表明,绒毛细胞凋亡的肥胖组比对照组显著增加(图4 (c))。同时,应用免疫印迹检测bcl - 2和caspase-3水平。bcl - 2与对照组相比,肥胖组中显示一个较低的水平,但caspase-3显示更高级别(数字4 (d)和4(e))。

3.5。相关性炎症和代谢产物浓度的变化

我们进行相关分析与重大变化差异代谢物在两组的内容在上面的代谢和炎症因素分析。橘皮苷的变化与促炎因子TNF的含量显著相关α。三种代谢物牛磺酸、N-acetyl-L-tryptophan 3-indolepropionic酸与太阳能发电(图的变化有关5(一个))。以上四个代谢物的减少会导致显著增加TNF -α或有限合伙人(数据5 (b)- - - - - -5 (e))。它可能认为某些代谢物的浓度的变化确实是与炎症的发生有关,和代谢物的浓度越低,越有可能会发生炎症。

4所示。讨论

GDM孕妇在超重和肥胖的发生率越来越高,这是一个不可避免的趋势,不断探索其治疗方法。GDM主要从营养干预和药物治疗减少了风险12,13]。研究表明,女性与600年补充μg的叶酸在怀孕前可以降低GDM 30%的风险比那些没有补充叶酸(14]。怀孕期间服用益生菌能有效防止GDM通过调节肠道微生物群(15]。然而,当超重和肥胖的妇女怀孕期间把益生菌,发现益生菌不发挥作用在防止超重和肥胖的GDM孕妇16,17]。它可以认为外源性营养干预可以降低GDM患者的疾病的风险,但其影响超重和肥胖的GDM孕妇是未知的。药物治疗可能有不利影响后代和缺乏长期安全(12]。如何有效地干预或治疗超重和肥胖的GDM孕妇仍需要进一步的研究。

阿兰·r·Saltiel等人探讨肥胖和许多代谢疾病相关的炎症机制和确认潜在的抗炎治疗肥胖相关疾病的治疗(18,19]。我们的研究结果显示,肥胖组的抗炎因子水平脐带血和胎盘组织明显低于对照组,而各种促炎因子和有限合伙人的水平明显高于对照组。我们还证实,肥胖和炎症之间有一定的相关性,和控制肥胖的目标可能是通过抑制炎症的发生和发展。相关炎症因子的水平也有类似的脐带血和胎盘组织的变化。它可以认为母亲的身体影响胎盘的结构和功能通过脐带血。因此,本研究旨在减少肥胖的患病率GDM母亲通过改变微分脐带血液中代谢产物的含量,同时降低GDM后代的危害。

代谢组学分析的结果表明,橘皮苷、牛磺酸、N-acetyl-L-tryptophan, 3-indolepropionic酸,和其他代谢物明显肥胖组中表达下调。Haijun熊等人发现,橘皮苷能有效缓解高血糖和高脂血症引起的炎症和参与抑制脂肪生成实现对肥胖的治疗效果20.,21]。Tawar Qaradakhi等人发现,牛磺酸还参与脂肪代谢的过程和对心血管疾病有良好的抗炎效果22]。N-acetyl-L-tryptophan和3-indolepropionic酸的代谢产物可能缓解或抑制许多炎症反应(23];3-indolepropionic酸被发现,以防止肝病(24]。上述研究表明,四个代谢物的浓度显著降低这个微分代谢物分析有一定程度的炎症的抑制作用,进一步说明,橘皮苷和牛磺酸参与肥胖的控制过程。

我们对微分代谢物和炎症之间的关系的分析还表明,上述四个代谢物TNF -有着显著的相关性α或有限合伙人,代谢物浓度越低,越有可能会发生炎症。橘皮苷可能通过降低TNF -提高结肠炎α(25),牛磺酸能减缓许多疾病的发生由有限合伙人(26,27]。然而,前任没有N-acetyl-L-tryptophan的相互作用机理,讨论3-indolepropionic酸,有限合伙人。上面的问题可以在后续探索,并希望更多的突破治疗炎性疾病。

上述研究表明,我们可以调节通过调节炎症的发生和发展相关代谢物的含量在超重和肥胖的GDM孕妇,为有效的干预和管理提供强有力的证据的超重和肥胖的GDM。然而,如何实现理论在临床操作和什么样的治疗效果将会获得最终仍然需要大量的验证和实践研究。与此同时,由于样本的限制,我们需要花更多的时间来收集样本体重正常的GMD和没有GMD的超重或肥胖。超重和GDM之间的联系进一步确认通过对比四组:正常体重没有GMD, GMD正常体重,超重或肥胖没有GMD,并与GMD超重或肥胖。

总之,代谢物控制炎症的发生和发展,从而达到控制肥胖的目的。本研究探讨了理论依据超重和肥胖的干预和管理GDM孕妇从代谢组学。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

信息披露

Qiuling陈和李Wenxia co-first作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

Wenxia Qiuling Chen Li Yanxia邓,李Yongqi黄,力平赵、李、华设计的研究中,进行了研究,分析了数据,写了这篇文章,它至关重要的知识内容进行修订,并最终批准提交的版本。Qiuling陈和李Wenxia这项研究同样的贡献。

确认

这项工作是由湖南省临床医疗技术创新引导工程(2020 sk53101),湖南省和科学基金会(2021 jj70059)。