母体高脂高糖饮食通过性别特异性机制影响子代大鼠生殖功能:Kisspeptin系统与性激素受体的关键作用

【字体: 时间:2025年05月27日 来源:Reproductive Biology and Endocrinology 4.2

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  为解决母体肥胖对子代生殖健康的影响机制问题,波兰波兹南生命科学大学团队开展了一项关于母体"自助餐式饮食"(CAF)对子代性腺发育影响的研究。研究发现CAF饮食导致雄性子代睾丸Kiss1和Ar mRNA表达异常及生精小管结构损伤,雌性子代则表现为卵巢Esr1/Esr2和Lhcgr受体表达紊乱及卵泡数量减少。该研究揭示了母体营养通过性别特异性途径编程子代生殖系统的重要机制,为代谢性疾病跨代传播提供了新证据。

  

现代饮食中高脂高糖食物的泛滥不仅直接导致肥胖流行,更可能通过"代谢记忆"影响下一代。尤其令人担忧的是,母体不良饮食习惯正被证实会通过子宫内环境改变子代的生殖系统发育,这种跨代效应可能是全球生育率持续下降的隐形推手。面对这一重大公共卫生问题,波兹南生命科学大学联合波兰科学院动物繁殖与食品研究所的科研团队开展了一项创新性研究,揭示了母体"自助餐式饮食"(CAF)如何通过不同分子途径损害雌雄子代的生殖功能,相关成果发表在《Reproductive Biology and Endocrinology》。

研究采用Wistar大鼠模型,通过10周CAF饮食干预建立母体肥胖模型,持续至妊娠和哺乳期。子代在出生后不同发育阶段(PND 30/35/60)被处死采集性腺组织,运用实时定量PCR(qRT-PCR)检测Kiss1、Kiss1r、Ar、Esr1、Esr2和Lhcgr等基因表达,结合H&E染色进行组织形态学分析。统计采用广义线性混合模型(GLMM)和主成分分析(PCA)处理数据。

分子水平的变化
在雄性子代中,CAF饮食显著提高了青春期前期(PND 40)睾丸Kiss1 mRNA水平,同时引起成年期(PND 60)雄激素受体(Ar)表达上调。这种变化伴随着生精小管直径缩小(减少约15%)、上皮高度降低(下降20%)以及支持细胞数量减少。更严重的是,CAF组成年雄性精子出现率比对照组低30%,提示生精过程受损。

雌性子代则表现出截然不同的分子特征:在PND 30时,CAF组卵巢Esr1和Esr2 mRNA水平分别降低40%和35%,黄体生成素受体(Lhcgr)表达也显著下降。这些变化与早期卵泡发育异常密切相关——CAF组原始卵泡和次级卵泡数量在PND 30时分别减少45%和38%,初级卵泡在PND 35时减少25%。

组织结构的改变
PCA分析清晰显示CAF饮食对两性性腺的差异化影响。在雄性中,生精小管直径、上皮高度与支持细胞数量呈强相关性,这些参数在CAF组成年个体中仍保持青春期特征。雌性则表现为原始卵泡与次级卵泡的发育脱节,CAF组PND 60个体的卵巢特征与对照组PND 30-35的发育阶段重叠。

机制探讨
研究揭示了性别二态性的编程机制:在雄性中,母体CAF饮食主要通过扰乱睾丸局部Kisspeptin系统(Kiss1/Kiss1r)和雄激素信号(Ar)影响生精微环境;而雌性则更易受雌激素受体(Esr1/Esr2)和促性腺激素受体(Lhcgr)表达紊乱的影响。特别值得注意的是,尽管子代断奶后改为标准饮食,这些异常仍持续至成年期,证实了发育关键期的代谢编程具有长期效应。

这项研究首次系统比较了母体CAF饮食对子代两性生殖系统的差异化影响,为理解肥胖相关不孕症的发病机制提供了新视角。发现Kisspeptin系统在睾丸中的编程作用尤其重要,这为开发针对性干预措施指明了方向。同时,研究强调母体营养干预的时间窗口——妊娠期和哺乳期的饮食管理可能成为预防代际生殖障碍的关键策略。这些发现对面临肥胖流行和生育率下降双重挑战的现代社会具有重要警示意义。

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