母体高脂饮食摄入和慢性高雄激素血症与雌性恒河猴胎盘功能障碍相关

Maternal High-Fat Diet Consumption and Chronic Hyperandrogenemia Are Associated With Placental Dysfunction in Female Rhesus Macaques.

作者信息Kelly Kuo, Victoria H J Roberts, Jessica Gaffney, Diana L Takahashi, Terry Morgan, Jamie O Lo, Richard L Stouffer, Antonio E Frias
PMID31180495
发布时间2019-08
DOI10.1210/en.2019-00149

实验完整度

包含体外(细胞系Western blot和免疫组化)和体内(恒河猴模型)实验,涉及超声成像、体视学、蛋白表达和免疫组化等多层级验证,明确功能验证和机制验证。

主要模型

雌性恒河猴(妊娠模型) 胎盘绒毛组织

重点核对

恒河猴模型分组:对照组、T组、WSD组、T+WSD组 T植入物维持血清T水平高于基线4-5倍,饮食中脂肪占比15% vs 36% 治疗持续3.5年后妊娠,超声检查在GD130-135进行 CEUS分析使用Definity微泡,成像参数如机械指数0.18,动态范围55 dB Western blot抗体信息:mTOR(2972S)、SOCS3(2923),ELISA试剂盒编号(Elabscience E-EL-MK0082等)

摘要

母体多囊卵巢综合征的不良围产期结局风险在高雄激素和非高雄激素表型之间可能不同,并且可能受母体肥胖和饮食调节。母体高雄激素与营养状况对胎盘功能障碍的相对贡献尚不清楚。雌性恒河猴(N=39)在青春期被分配到四个治疗组之一:皮下胆固醇植入物和标准食物饮食(对照组);睾酮(T)植入物和正常饮食;胆固醇植入物和高脂、西式饮食(WSD);以及睾酮植入物和高脂饮食的组合。经过3.5年的治疗后,对每组具有代表性的动物在妊娠期间进行对比增强和Doppler超声分析胎盘血流,并用体视学分析评估胎盘结构。胎盘生长因子、细胞营养传感器和血管生成标志物通过ELISA和Western blotting测量。WSD摄入与正常饮食动物相比,胎盘通量率增加30%相关。T和WSD治疗各自独立地与绒毛体积增加相关,T治疗还与体视学分析中胎儿毛细血管体积减少约40%相关。T治疗与mTOR和SOCS3表达显著增加相关。WSD摄入与GLUT1表达及微绒毛膜定位减少相关。高雄激素和非高雄激素表型与胎盘血管生成、营养感知和葡萄糖转运改变相关。WSD和T似乎对血管阻抗和毛细血管生成有不同的影响。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
研究旨在探讨母体高雄激素血症和高脂饮食对胎盘灌注、绒毛结构及营养转运体表达的独立和联合影响。
核心机制
WSD和T通过不同途径影响胎盘:WSD主要影响母体螺旋动脉灌注和GLUT1转运,T影响胎儿毛细血管生成和mTOR/SOCS3信号通路。
主要证据
基于恒河猴模型,通过CEUS和Doppler超声、体视学分析、Western blot及免疫组化,发现WSD增加胎盘血流通量率,T减少胎儿毛细血管体积,并升高mTOR和SOCS3表达。
研究意义
研究提示高雄激素和非高雄激素表型可能通过影响胎盘血管生成、营养感知和葡萄糖转运,导致胎盘功能障碍,强调进一步研究mTOR/SOCS3通路在病理性血管生成和营养转运中的作用。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立慢性处理恒河猴模型

模拟PCOS相关的激素和代谢异常,评估单独及联合处理(T和WSD)对妊娠结局的影响。

39只青春期雌性恒河猴随机分为对照组(C1)、T组、WSD组和T+WSD组,皮下植入胆固醇或睾酮,并喂以标准或高脂西式饮食,持续3.5年。

2

妊娠期胎盘血流动力学评估

量化不同处理下胎盘血流灌注和子宫动脉血流变化。

在妊娠130-135天对每组代表性动物进行CEUS和Doppler超声检查,测量血流动力学参数。

3

胎盘组织结构和体视学分析

评估慢性T和WSD处理对胎盘绒毛结构、血管体积和间质比例的影响。

胎盘组织固定包埋、HE染色,数字扫描后进行体视学分析,估算绒毛体积分数、毛细血管体积和基质体积。

4

胎盘蛋白表达检测

检测与营养感知、血管生成和炎症相关的蛋白水平变化。

胎盘绒毛组织匀浆,Western blot检测mTOR、SOCS3、AMPKα、GLUT1、GLUT4、GLUT9等,ELISA检测TNFα、PGF、IGF1、IGF2。

5

胎盘免疫组化定位

确定葡萄糖转运体在胎盘不同区域的分布变化。

对胎盘切片进行GLUT1、GLUT4、GLUT9免疫组化染色,评估微绒毛膜、基底膜和胎儿毛细血管的染色强度。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Definity微泡对比剂Lantheus Medical Imaging--
Sequoia超声系统Siemens Medical Systems--
Olympus VS110虚拟显微镜系统Olympus America--
newCAST Visiopharm集成系统Visiopharm A/S--
mTOR抗体Cell Signaling Technology2972S
SOCS3抗体Cell Signaling Technology2923
AMPK-α抗体Cell Signaling Technology9957
GLUT1抗体Abcamab128033
GLUT4抗体Abcamab33780
GLUT9抗体InvitrogenPA5-22971
β-肌动蛋白抗体Abcamab8224
抗兔二抗Abcamab97051
抗鼠二抗Santa Cruzsc-2314
Pierce ECL蛋白质印迹底物Thermo Fisher Scientific32209
TNF-α ELISA试剂盒Life Technologies--
PGF ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-MK0082
IGF-1 ELISA试剂盒MyBioSourceMBS700305
IGF-2 ELISA试剂盒MyBioSourceMBS2503887
生物素化二抗Jackson Immunoresearch711-065-152
过氧化物酶底物Vector LaboratoriesSK-4100

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型
恒河猴分组及处理:对照组(胆固醇植入+标准饮食)、T组(睾酮植入+正常饮食)、WSD组(胆固醇植入+高脂饮食)、T+WSD组(睾酮植入+高脂饮食);治疗持续时间3.5年
阅读提示:Methods: Study groups
超声成像
CEUS成像条件:Definity微泡(5%溶液),静脉输注速率60 mL/h,机械指数0.18,动态范围55 dB,频率7 MHz;ROI选择前部胎盘绒毛叶;Doppler测量角度≤15°
阅读提示:Methods: Ultrasound
体视学分析
切片厚度5 μm,最小计点数200,参考体积:总体积、实质、绒毛等;使用Cavalieri方法估计体积
阅读提示:Methods: Placental stereology
蛋白表达
组织匀浆条件:20,000g离心5分钟;蛋白提取从至少4个绒毛叶混合;Western blot一抗稀释未明确;ELISA按说明书操作
阅读提示:Methods: Placental protein expression
免疫组化
切片脱蜡、抗原修复(柠檬酸缓冲液)、封闭(2%正常驴血清)、一抗孵育(4°C过夜)、二抗孵育、显色;染色评分0-3+
阅读提示:Methods: Placental immunohistochemistry