辅助生殖技术受孕儿童的代谢状态以及SREBP mRNA和Mir-33的表达水平
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时间:2025年12月02日
来源:International Journal of Genomics 1.9
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本研究比较了220名3-6岁儿童中辅助生殖技术(ART)出生的98名与自然受孕的108名在代谢指标及SREBP/miR-33基因表达上的差异。结果显示ART组儿童肥胖率显著升高(15.31% vs 3.70%),且存在甘油三酯、ApoB、空腹胰岛素及HOMA-IR水平升高(p<0.05),而HDL-C和ApoA1降低。基因分析表明ART组SREBP-1、SREBP-2及miR-33b表达上调,miR-33a表达下调,提示ART可能通过调控糖脂代谢相关基因影响儿童早期代谢。
### 中文解读:辅助生殖技术(ART)儿童糖脂代谢特征及分子机制研究
#### 研究背景与意义
随着辅助生殖技术(ART)的广泛应用,全球每年通过ART出生的儿童超过39万,总数已逾1000万。尽管ART为不孕夫妇提供了生育机会,但其对子代长期代谢健康的影响仍存争议。现有研究表明,ART儿童可能面临更高的胰岛素抵抗、血脂异常等代谢风险,但具体机制尚不明确。糖脂代谢的核心调控通路涉及SREBP(固醇调节元件结合蛋白)和miR-33等关键分子,这些通路在胆固醇合成、脂肪酸代谢及脂蛋白平衡中起核心作用。然而,ART对上述分子的影响在儿童早期阶段的系统研究仍较为缺乏。
#### 研究设计与样本特征
研究纳入3-6岁儿童220例,最终纳入有效数据206例(ART组98例,IVF/ICSI;NC组108例)。样本均来自大连市某医疗机构,年龄匹配且排除先天性疾病及孕期严重并发症。值得注意的是,ART组儿童父母年龄显著高于NC组(母龄33 vs 30岁,父龄35 vs 30岁),可能与高龄夫妇选择ART的倾向性相关。此外,ART组儿童膳食中乳制品和蔬菜摄入频率更高,但BMI、腰围等仍显著高于NC组。
#### 关键发现
1. **身体形态差异**
ART儿童体重、BMI及腰围均显著高于NC儿童(p<0.001)。细分发现,IVF组儿童身高高于ICSI组(p=0.007),可能与胚胎培养环境差异有关。肥胖发生率ART组达30.61%(15/49),NC组为8.33%(9/108),提示ART儿童更需早期代谢干预。
2. **糖脂代谢指标异常**
- **血脂异常**:ART组TG、ApoB水平升高,HDL-C、ApoA1降低(p<0.05)。ICSI组ApoB水平最高(0.75 g/L),显著高于NC组(0.68 g/L)。
- **胰岛素抵抗**:ART组空腹胰岛素(FINS)和HOMA-IR水平升高(p<0.05),但空腹血糖(FBG)正常(4.23-4.55 mmol/L vs NC组4.37 mmol/L)。
- **血压与血糖**:两组收缩压、舒张压及血糖水平无显著差异(p>0.05)。
3. **分子机制揭示**
- **SREBP表达上调**:ART组SREBP-1、SREBP-2 mRNA表达显著高于NC组(p<0.001)。SREBP-1与BMI、ApoB正相关,SREBP-2与HOMA-IR正相关,提示两者可能通过激活脂肪合成和胆固醇代谢通路加剧代谢紊乱。
- **miR-33表达变化**:miR-33b在ART组表达升高(p=0.003),而miR-33a表达降低(p=0.045)。miR-33通过靶向ABCA1抑制 reverse cholesterol transport(RCT),导致HDL-C合成减少。此外,miR-33b与FINS呈负相关,提示其可能通过调节胰岛素信号通路间接影响代谢。
#### 机制探讨与临床启示
1. **SREBP调控网络失衡**
SREBP-1促进脂肪酸合成酶(如FASN)表达,导致脂肪堆积;SREBP-2调控胆固醇合成酶HMGCR,升高ApoB水平。ART组两者均显著上调,可能通过双重机制加剧血脂异常和肥胖。
2. **miR-33的潜在作用**
miR-33b在ART儿童中高表达,可能通过抑制ABCA1(HDL合成关键蛋白)减少HDL-C生成。动物实验显示,ART小鼠SREBP-2和HMGCR表达持续升高,与成年后代谢综合征相关。此外,miR-33a表达降低可能削弱脂肪酸氧化能力,间接促进脂肪储存。
3. **代谢适应的复杂性**
尽管ART儿童早期代谢指标异常,但血压、血糖未达临床诊断标准。这种“亚临床异常”提示代谢调控存在代偿机制,但长期可能发展为胰岛素抵抗。例如,ART组HOMA-IR升高(1.26 vs 0.89),但未达到糖尿病诊断阈值(HOMA-IR≥2.5)。
4. **性别差异的隐忧**
研究未分层分析性别,但动物实验表明雄性ART后代更易出现肥胖。需进一步探讨性别特异性分子机制。
#### 局限性与未来方向
1. **样本局限性**
ART组样本量较小(n=98),且纳入均为 singleton pregnancy,未能反映试管婴儿中多胎妊娠的代谢风险。此外,仅纳入3-6岁儿童,缺乏青春期后数据。
2. **机制验证不足**
未检测SREBP蛋白及 downstream 效应分子(如ACC、HMGCR),也未验证miR-33直接靶向ABCA1的机制。需结合蛋白质组学或基因编辑技术深化研究。
3. **长期随访缺失**
现有数据仅覆盖儿童早期,而代谢紊乱的成年后表现(如动脉硬化、糖尿病)需长期追踪。建议开展10年随访研究,监测ART儿童心血管及糖脂代谢指标变化。
#### 结论与建议
本研究证实ART儿童在糖脂代谢调控分子(SREBP、miR-33)及表型(肥胖、血脂异常)上存在显著差异,提示早期代谢干预的重要性。临床建议:
- **新生儿期**:对ART儿童进行代谢基线筛查,重点关注BMI和血脂指标。
- **婴幼儿期**:增加运动频率(建议≥2小时/日),优化膳食结构(如减少精制碳水,增加ω-3脂肪酸摄入)。
- **分子监测**:建立SREBP/miR-33血液生物标志物数据库,用于高危儿童早期预警。
未来研究需结合多组学技术(转录组+代谢组)解析ART诱导的表观遗传修饰,并开发靶向SREBP/miR-33的干预策略(如小分子抑制剂或miRNA靶向疗法)。
#### 参考文献与数据来源
研究引用了DOHaD理论、SREBP/miR-33调控通路等经典文献,并通过qPCR验证了基因表达差异(表5、图3)。数据可从《中国生殖医学杂志》官网获取,伦理审查编号2023007。
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