在孕妇肥胖和妊娠糖尿病的情况下，胎盘线粒体结构动态及清除功能的失调

《Phyton-International Journal of Experimental Botany》：Dysregulation of placental mitochondrial structure dynamics and clearance in maternal obesity and gestational diabetes

本研究探讨肥胖及妊娠糖尿病对胎盘线粒体结构和功能的影响，通过比较瘦、肥胖及肥胖合并妊娠糖尿病孕妇的胎盘组织，发现肥胖增加线粒体生物合成相关蛋白表达，而GDM患者线粒体自噬应答不足，存在性别特异性线粒体融合变化，提示线粒体功能受损。

　　

Leena Kadam|Kaylee Chan|Ethan Tawater|Leslie Myatt

美国俄勒冈健康与科学大学妇产科，波特兰，OR

摘要

引言

在肥胖和妊娠糖尿病（GDM）的情况下，胎盘会暴露在改变的代谢环境中，从而导致胎盘功能受损。线粒体对于能量产生和细胞应对压力至关重要。我们之前已经报道过GDM患者中滋养层线粒体呼吸功能的下降。本文研究了由肥胖和GDM引起的妊娠中男性和女性胎盘在线粒体结构动态、质量、蛋白质稳态以及清除方面的变化。由于肥胖显著增加了患GDM的风险，我们的目标是确定这些因素对胎盘线粒体的不同影响。

方法

我们从足月选择性剖宫产手术中收集了胎盘绒毛组织，这些孕妇分别属于瘦型（LN，孕前BMI 18.5-24.9）、肥胖型（OB，BMI>30）或患有A2型GDM的肥胖型。通过Western blotting技术检测了参与线粒体生物发生、结构动态、质量控制及清除的蛋白质表达情况。在不同组之间，我们分别以胎儿性别依赖性和独立性的方式分析了显著差异。

结果

只有肥胖型女性的胎盘显示出调节线粒体生物发生的蛋白质（PGC-1α和SIRT1）增加。我们观察到肥胖型和GDM胎盘中的线粒体融合具有胎儿性别特异性变化，但总体上线粒体分裂减少。无论是母亲肥胖还是GDM，都会影响维持线粒体蛋白质质量和基因组稳定性的相关蛋白质。这伴随着线粒体复合体的减少，表明线粒体功能受损。肥胖会导致线粒体自噬途径的部分激活（例如PINK1增加但PARKIN未激活），而GDM胎盘则无法产生这种反应。

讨论

肥胖和GDM通过复杂的性别特异性机制影响胎盘线粒体，这些机制可能导致线粒体功能改变。

章节摘录

引言：

全球肥胖（BMI>30）的发病率正在显著上升，世界卫生组织将这种肥胖“流行”描述为对人口健康和医疗系统的日益严重的威胁。在美国，三分之一的妇女患有肥胖症，一半的孕妇超重（BMI 25.0-29.9）或肥胖[1]。肥胖女性面临更高的自然流产、反复流产和死胎的风险[2, 3, 4]。孕前肥胖还会增加患妊娠糖尿病的风险

样本收集：

在组织去标识并存入组织库之前，我们根据俄勒冈健康与科学大学机构审查委员会批准的方案获得了所有患者的知情同意。我们从三组妇女中收集了母体和胎盘组织：瘦型（LN，孕前BMI 18.5-25.0）、肥胖型（OB，孕前BMI 30.1-45.0）以及患有A2型GDM的肥胖型（OB+GDM）（BMI与肥胖组相匹配），每组包含男性和女性胎儿各12例

临床特征：

使用胎盘组织患者的临床特征见表I。瘦型（LN）、肥胖型（OB）和肥胖型GDM（OB+GDM）组之间的母亲年龄和妊娠年龄没有差异。正如预期的那样，肥胖型和GDM组患者的BMI显著高于瘦型组。所有新生儿均结局良好，出生时符合妊娠年龄标准，且各组之间胎儿和胎盘重量以及胎儿与胎盘重量比没有显著差异

讨论：

线粒体对细胞和器官功能至关重要，包括胎盘的功能。许多具有不同表现形式的人类疾病（如糖尿病、阿尔茨海默病等）都可以追溯到线粒体功能障碍[28, 29, 30, 31, 32, 42, 43]。线粒体的含量、形态及其对不同细胞过程的相对贡献取决于细胞的具体需求。多项研究提供了线粒体相关问题的证据

作者贡献声明

Leslie Myatt：撰写——审阅与编辑、资源获取。Ethan Tawater：方法学、数据管理。Kaylee Chan：方法学、数据管理。Leena Kadam：撰写——审阅与编辑、初稿撰写、方法学研究、数据分析、概念构思

利益冲突声明：

作者声明没有利益冲突。

资金来源：

本研究由美国国立卫生研究院（NIH）的R01HD095610项目资助

利益冲突声明：

无