栄養不良による脂質代謝障害は、妊娠した羊のモデルを用いて母体および胎児の肝臓の酸化ストレスを誘発する

Undernutrition-induced lipid metabolism disorder triggers oxidative stress in maternal and fetal livers using a model of pregnant sheep.

• Yanfeng Xue
• Changzheng Guo
• Fan Hu
• Weiyun Zhu
• Shengyong Mao

抄録

本研究では、栄養不良時の母体および胎児の肝臓の酸化状態および抗酸化能、ならびに酸化ストレスと脂質代謝障害との関連性を評価することを目的とした。115 日間妊娠していた 10 頭の雌豚を栄養不足モデルを開発するために 30%の飼料摂取量に制限し、別の 10 頭の妊娠した雌豚を対照として通常の飼料を与えた。栄養不良は、血液、母体肝臓、胎児肝臓に重度の脂質代謝障害と酸化ストレスを誘発した。RNA 配列解析の結果、栄養不良モデルの母体肝臓と胎児肝臓では抗酸化能が変化し、抗酸化遺伝子がダウンレギュレートしていることが示された。非エステル化脂肪酸（NEFAs）とβ-ヒドロキシ酪酸（BHBA）レベルは、母体と胎児の肝臓の両方で酸化指標と抗酸化遺伝子の発現と正の相関を示した。初代肝細胞実験では、NEFAsとBHBAの高レベルの両方が酸化ストレスを誘発し、抗酸化能力を低下させる可能性があり、ペルオキシソーム増殖活性化受容体α（PPARA）/レチノイドX受容体α（RXRA）シグナル伝達経路が抗酸化能力を高め、酸化ストレスを緩和するために重要な役割を果たしていることが確認されました。結論として、母体の栄養不足は、抗酸化遺伝子をダウンレギュレートした脂質代謝障害を誘発し、抗酸化活性を低下させ、さらに母体と胎児の肝臓の両方で酸化ストレスを誘発した。PPARA/RXRA シグナルの活性化は、抗酸化能力を高め、酸化ストレスを軽減する可能性があります。これらの知見は、妊娠中の母体と胎児を酸化ストレスから守ることに貢献しています。

This study aimed to evaluate the oxidative status and antioxidant capacity in maternal and fetal livers upon undernutrition as well as the connection between oxidative stress and lipid metabolism disorder. Ten ewes, who were pregnant for 115 days, were restricted to a 30% level of ad libitum feed intake to develop an undernourished model, while another 10 pregnant ewes were fed normally as controls. Undernutrition induced severe lipid metabolism disorder and oxidative stress in blood, maternal liver, and fetal liver. RNA-sequencing data displayed that antioxidant capacity was changed and antioxidant genes were downregulated in maternal and fetal livers of the undernourished model. Non-esterified fatty acids (NEFAs) and beta-hydroxybutyrate (BHBA) levels showed a positive correlation with oxidative indices and negative correlation with the expression of antioxidant genes both in maternal and fetal livers. Primary hepatocytes experiments confirmed that both high levels of NEFAs and BHBA could elicit oxidative stress and decrease antioxidant capacity, and the peroxisome proliferator-activated receptor alpha (PPARA)/retinoid X receptor alpha (RXRA) signaling pathway played a vital role in enhancing antioxidant capacity and relieving oxidative stress. In conclusion, maternal undernutrition induced lipid metabolism disorder, which downregulated antioxidant genes, decreased antioxidant activity, and further triggered oxidative stress both in maternal and fetal livers. Activation of PPARA/RXRA signaling could enhance antioxidant capacity and mitigate oxidative stress. Our findings contribute to protecting the pregnant mother and her fetus from oxidative stress.

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