阶段性高蛋白饮食对后续个体肥胖及PEPCK的影响

赵 飒 时艺珊

（沈阳医学院附属第二医院内分泌科，辽宁 沈阳 110002）

营养相关性疾病的代谢程序化研究是当今世界生命科学研究的前沿领域，许多流行病学及动物实验证明孕期营养对机体组织结构和各系统功能发育都发挥着重要作用，关系到个体生命的生长和成年期糖尿病、肥胖症等慢性病的发生[1]。有研究证明，高蛋白饮食可以减少脂肪合成和肥胖[2]。但孕早期高蛋白饮食对子代肥胖影响的研究少有报道。所以，本研究从生命早期（胚胎期和断乳后）的饮食入手，探讨早期高蛋白饮食对大鼠肥胖及磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶基因表达产生何种影响，动态观察作用的持续性，报道如下。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 实验动物SPF级Wistar大鼠(购于辽宁长生生物科技股份有限公司)，40只，体质量320～370 g。

1.1.2 饲料：参考美国官方分析化学师协会（AOAC）配方配置基础饲料，基础饲料组成：猪油5（g/100 g）；酪蛋白20（g/100 g）；玉米淀粉63（g/100 g）；混合无机盐3.5（g/100 g）；混和维生素1.5（g/100 g）；膳食纤维1（g/100 g）。高蛋白饲料组成：猪油5（g/100 g）；酪蛋白40（g/100 g）；玉米淀粉44（g/100 g）；混合无机盐3.5（g/100 g）；混和维生素1.5（g/100 g）；膳食纤维1（g/100 g）。

1.2 方法

1.2.1 动物分组及处理：选取40只雌性受孕Wistar大鼠，随机分为高蛋白饮食组（HPG）20只及正常饮食组（NG）20只，分娩后胎仔由妊娠期间正常饮食的母鼠喂哺，断乳后给予正常饮食至出生后8周，每组再分为两个亚组（1、2），分别给予高脂饮食（HPG-1、NG-1）和正常饮食（HPG-2、NG-2），再持续6周，分别记录每组动物的体质量。分别在刚出生、出生后8周、出生后14周等不同时期处死动物，取出白色脂肪，0.1%DEPC 水处理，放于-80 ℃冰箱长保存，用RTPCR法检测PEPCK基因的水平。

1.2.2 实验仪器和所用试剂：RT-PCR试剂盒和Trizol 总RNA 提取试剂购自大连TaKaRa 宝生物技术有限公司；DNA Marker 采用TakaRa 公司DL2000；Uv-120型（日本）紫外分光光度计测定RNA 纯度；美国Gelwork 2000图像扫描系统进行图像分析。

1.2.3 RT-PCR测定：取白色脂肪组织100 mg，用RNA 提取试剂盒提取总RNA，用紫外分光光度计测量、计算RNA纯度及浓度。将RNA反转录成cDNA，1 μL cDNA 为模板进行PCR反应，反应体系10 μL，最佳退火温度均为60 ℃。目的基因PEPCK 引物序列为：上游：5'-GGTTAGTTATGCCCAGGATCAGC -3'；下游：5'-GAACTCACTGCTTGGGAAGAAATG -3'。内参照物β-actin 引物序列为：上游：5'-CGCTCATTGCCGATAGTG -3'，下游：5'-AGGGAAATCGTGCGTGAC -3'。

表1 各组体质量变化（g，±s）

表1 各组体质量变化（g，±s）

注：#P＜0.05 vs HP组，*P＜0.05 vs HPG-1组，*#P＜0.05 vs NG-1组

表2 各组大鼠PEPCK基因mRNA表达量（PEPCK/β-actin，±s）

表2 各组大鼠PEPCK基因mRNA表达量（PEPCK/β-actin，±s）

注：组间#P ＜0.05，*P＜0.05 vs HPG-1组，&P＜0.05 vs HPG-2组

1.2.4 统计学方法：采用SPSS14.0统计学软件对数据进行统计分析。计量资料以均数±标准差（±s）表示，组间差异采用方差分析进行处理。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同饮食组的大鼠在不同时期体质量对比：高蛋白组（HPG）大鼠分娩后胎仔体质量、出生后8周体质量均明显低于正常饮食组（NG），对比有统计学意义（P＜0.05）；出生后14周，HPG-1组虽然经历一段时间的正常饮食，但8周后再予高蛋白饮食后，体质量增长明显低于HPG-2组、NG-1组、NG-2组，比较均有统计学意义（P＜0.05）；出生后14周，NG-1组8周后改为高蛋白饮食，体质量增长明显低于NG-2组，比较有统计学意义（P＜0.05），见表1。

2.2 高蛋白饮食对不同时期大鼠白色脂肪中PEPCK mRNA表达量的影响：在刚出生、出生后8周，高蛋白组（HPG）PEPCK mRNA表达量明显低于正常饮食组（NG），在出生后14周，亚组间对比（HPG-1组与HPG-2组对比及NG-1组与NG-2组对比），均有统计学意义（P＜0.05）；出生后14周，HPG-1组PEPCK mRNA表达量低于HPG-2组、NG-1组、NG-2组，比较均有统计学意义（P＜0.05）；出生后14周，HPG-2组虽然一直给予正常饮食，但PEPCK mRNA表达量仍低于NG-1组、NG-2组，对比有统计学意义（P＜0.05），见表2、图1。

图1 各组大鼠PEPCK基因mRNA表达量对比图

3 讨 论

肥胖是指一定程度的明显超重与脂肪层过厚，是体内脂肪，尤其是三酰甘油积聚过多而导致的一种状态。它与高血压、冠心病、脑血管疾病、糖尿病、脂质代谢紊乱、肿瘤等的发生有密切的关系，并是这些疾病高发的重要危险因素[3-4]。目前肥胖的发病率越来越高，已成为世界范围内最受注目的营养性疾病之一，并成为研究的热点。肥胖是环境与遗传因素相互作用的结果。孕期营养是主要环境因素，早期饮食可以持续影响机体的代谢，使机体对早期经历产生记忆，进而影响成年时肥胖的发生[5-7]。因此，孕期饮食较成年饮食与基因的相互作用对肥胖的发生、发展具有更重要的意义。

磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK）是以一条单一肽链构成，相对分子质量为740千道尔顿的一种激酶，是糖异生和脂肪酸再酯化的关键酶，在PEPCK的作用下，3-磷酸甘油（G3P）与活化的脂肪酸酯化为甘油三脂（TG）储存在脂肪细胞内[8]。当饲料中蛋白质比例增高、碳水化合物比例减少时，导致PEPCK基因的水平下降，说明高蛋白饮食组的大鼠可以通过降低糖异生和甘油异生而降低肥胖的发生[9-10]。

本研究发现在孕鼠阶段给予高蛋白饮食，可以降低出生后PEPCK mRNA表达量，虽然出生后恢复正常饮食，但其后代不同时段检测PEPCK基因呈持续低表达，并且当成年后再次给予高蛋白饮食后，PEPCK mRNA表达量进一步减低。说明孕期饮食程序化影响着后代PEPCK基因的表达，并持续影响成年后肥胖的发生，为早期预防和控制肥胖提供科学依据。