母体高脂饮食通过IL-6/STAT3-TET2通路调控Kiss1基因甲基化影响雌性子代生殖功能的表观遗传机制

【字体: 时间:2025年06月20日 来源:Reproductive Toxicology 3.3

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  本研究针对母体高脂饮食(HFD)导致雌性子代生殖功能障碍的机制难题,通过动物模型和体外实验,首次揭示IL-6/STAT3通路通过下调TET2表达,引发Kiss1启动区高甲基化及Kisspeptin水平降低的表观遗传调控路径。该发现为代谢异常相关生殖疾病干预提供了新靶点,发表于《Reproductive Toxicology》。

  

研究背景
在现代社会高热量饮食趋势下,母体代谢异常对子代健康的长期影响日益凸显。已有研究表明,孕期高脂饮食(HFD)会导致子代肥胖、糖尿病等代谢疾病,但其对雌性子代生殖系统的编程效应机制尚不明确。尤其令人关注的是,全球约15%育龄女性受多囊卵巢综合征等生殖障碍困扰,而母体营养状态可能是潜在诱因之一。Kisspeptin作为下丘脑-垂体-性腺轴(HPG轴)的核心调控因子,其编码基因Kiss1的表观遗传修饰如何响应母体代谢紊乱,成为解开这一谜题的关键。

中山大学附属第一医院团队通过建立大鼠多代饮食干预模型,结合分子生物学手段,首次阐明母体HFD通过炎症因子IL-6激活STAT3信号,抑制DNA去甲基化酶TET2表达,进而导致卵巢和下丘脑Kiss1启动子区高甲基化的级联机制。该成果发表于《Reproductive Toxicology》,为代谢相关性生殖障碍的早期干预提供了理论依据。

关键技术方法
研究采用Sprague-Dawley大鼠建立四组饮食干预模型(C/CD、C/HF、HF/CD、HF/HF),通过qPCR、Western blot、ELISA检测基因表达和蛋白水平,焦磷酸测序分析Kiss1启动子甲基化状态,体外实验采用人颗粒细胞系KGN验证IL-6/STAT3-TET2-Kiss1调控轴。

研究结果

1. 母体HFD对雌性子代生殖功能的影响
3月龄HF/CD和HF/HF组子代卵巢原始卵泡数量减少40%,颗粒细胞凋亡率增加2.3倍,血清雌二醇下降35%。值得注意的是,断奶后改为正常饮食(HF/CD组)可部分逆转这些损伤,提示发育关键期的可塑性。

2. 表观遗传调控机制解析
HFD子代卵巢中Kiss1 mRNA表达降低58%,其启动子区CpG岛甲基化水平升高3.8倍。同时检测到TET2蛋白表达减少62%,而炎症通路关键分子IL-6和磷酸化STAT3(p-STAT3)分别增加2.1倍和1.9倍。

3. 体外实验验证
KGN细胞实验显示,IL-6处理24小时可使TET2表达下降45%,同时Kiss1启动子甲基化增加2.2倍。STAT3抑制剂Stattic可阻断这一效应,证实IL-6/STAT3-TET2是调控Kiss1表观遗传状态的核心通路。

结论与意义
该研究首次揭示母体HFD通过"炎症-表观遗传"级联反应影响子代生殖功能的分子机制:饱和脂肪酸诱导的IL-6升高,通过STAT3磷酸化抑制TET2表达,导致Kiss1启动子高甲基化和Kisspeptin合成障碍,最终引发HPG轴功能紊乱。这一发现不仅解释了代谢异常跨代传播的新途径,还为开发靶向TET2的去甲基化疗法防治生殖衰老提供了理论支撑。研究特别指出,断奶后饮食干预可部分逆转损伤,提示生命早期是干预关键窗口期。

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