母体饮食中缺乏叶酸或胆碱可恶化成年小鼠后代缺血性脑卒中的结局

doi:10.4103/1673-5374.371375

摘要/Abstract

摘要：

胎儿环境与其成年后的健康状况之间存在着联系；然而，仍不清楚母体营养如何影响后代的脑卒中结局。为了解母体饮食中缺乏叶酸或胆碱对3月龄后代脑卒中结局的影响。实验于成年雌性小鼠怀孕前4周、怀孕和哺乳期喂饲叶酸缺乏饮食、胆碱缺乏饮食或正常饮食。雄性和雌性后代断奶后开始正常饮食。于小鼠后代2月龄时，对感觉运动皮质进行光栓塞，建立缺血性脑卒中模型。喂饲叶酸缺乏饮食、胆碱缺乏饮食的母鼠肝脏中的S-腺苷蛋氨酸和血浆中的S-腺苷高半胱氨酸的水平降低。饮食中缺乏叶酸或胆碱的母鼠3月龄后代的运动功能受到损害，但脑组织缺血体积与喂饲正常饮食的母鼠3月龄后代相近。与雌性后代相比，雄性后代缺血脑组织的活性Caspase-3和缺氧诱导因子1α的水平较低。喂饲胆碱缺乏饮食母鼠后代的胆碱代谢指标甜菜碱水平相较于正常饮食母鼠后代更低。实验结果表明，在神经发育的关键时间点上，母体饮食营养不足会导致更差的脑卒中结局，从而强调了母亲饮食对后代健康的重要性。

https://orcid.org/0000-0002-3557-7307 (Nafisa M. Jadavji)

Abstract: Maternal one-carbon metabolism plays an important role in early life programming. There is a well-established connection between the fetal environment and the health status of the offspring. However, there is a knowledge gap on how maternal nutrition impacts stroke outcomes in offspring. The aim of our study was to investigate the role of maternal dietary deficiencies in folic acid or choline on stroke outcomes in 3-month-old offspring. Adult female mice were fed a folic acid-deficient diet, choline-deficient diet, or control diet 4 weeks before pregnancy. They were continued on diets during pregnancy and lactation. Male and female offspring were weaned onto a control diet and at 2 months of age were subjected to ischemic stroke within the sensorimotor cortex via photothrombotic damage. Mothers maintained on either a folic acid-deficient diet or choline-deficient diet had reduced levels of S-adenosylmethionine in the liver and S-adenosylhomocysteine in the plasma. After ischemic stroke, motor function was impaired in 3-month-old offspring from mothers receiving either a folic acid-deficient diet or choline-deficient diet compared to the animals receiving a control diet. In brain tissue, there was no difference in ischemic damage volume. When protein levels were assessed in ischemic brain tissue, there were lower levels of active caspase-3 and hypoxia-inducible factor 1α in males compared to females and betaine levels were reduced in offspring from the mothers receiving a choline-deficient diet. Our results demonstrate that a deficient maternal diet at critical time points in neurodevelopment results in worse stroke outcomes. This study emphasizes the importance of maternal diet and the impact it can have on offspring health.

Key words: apoptosis, choline metabolism, folic acid, ischemic stroke, maternal diet, motor function, one-carbon metabolism, stroke outcome

. 母体饮食中缺乏叶酸或胆碱可恶化成年小鼠后代缺血性脑卒中的结局[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2023, 18(11): 2443-2448.

McCoy Clementson, Lauren Hurley, Sarah Coonrod, Calli Bennett, Purvaja Marella, Agnes S. Pascual, Kasey Pull, Brandi Wasek, Teodoro Bottiglieri, Olga Malysheva, Marie A. Caudill, Nafisa M. Jadavji. Maternal dietary deficiencies in folic acid or choline worsen stroke outcomes in adult male and female mouse offspring[J]. Neural Regeneration Research, 2023, 18(11): 2443-2448.

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引言

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延伸阅读

NRR：美国学者的研究强调了母体饮食对后代健康的重要性

叶酸，也被称为维生素B9，是一碳（1C）代谢的主要成分。胆碱是1C代谢的另一个组成部分，对大脑发育至关重要。研究表明，在怀孕和哺乳期，胆碱储存会被耗尽。动物实验发现，妊娠期胆碱的缺乏会通过改变DNA甲基化模式影响空间记忆和海马可塑性，并诱发后代的海马退化。然而，缺乏胆碱的饮食对脑卒中结局的负面影响的严重性尚待确定。

众所周知，母亲缺乏一碳代谢会对后代的神经发育产生影响，首先是子宫内发育期间神经管的关闭。由于妊娠早期对核苷酸合成的需求较高，缺乏叶酸的孕妇生下神经管缺陷的发生率较高。建议育龄妇女在受孕前补充叶酸，因为神经管在受孕后21至28天内关闭。#br# 母体环境与后代整个生命过程中的健康之间存在着公认的联系。母亲因心房钠肽基因紊乱而患妊娠高血压的后代在脑卒中的结局方面表现更差，其大脑中动脉阻塞时，与对照组相比，脑梗死体积更大。营养是调节子宫环境的一个重要因素，母体饮食的不足将不可避免地导致输送到胎盘的营养物质类型的不足。

目前，还不知道子宫内叶酸和胆碱的缺乏如何影响后代脑卒中事件的严重程度。因而，美国中西部大学的Nafisa M. Jadavji 研究团队在发表于《中国神经再生研究（英文版）》2023年第11期的研究中，为了解母体饮食中缺乏叶酸或胆碱对3月龄后代脑卒中结局的影响，于成年雌性小鼠怀孕前4周、怀孕和哺乳期喂饲叶酸缺乏饮食、胆碱缺乏饮食或正常饮食。雄性和雌性后代断奶后开始正常饮食。于小鼠后代2月龄时，对感觉运动皮质进行光栓塞，建立缺血性脑卒中模型。结果发现，喂饲叶酸缺乏饮食、胆碱缺乏饮食的母鼠肝脏中的S-腺苷蛋氨酸和血浆中的S-腺苷高半胱氨酸的水平降低。饮食中缺乏叶酸或胆碱的母鼠3月龄后代的运动功能受到损害，但脑组织缺血体积与喂饲正常饮食的母鼠3月龄后代相近。与雌性后代相比，雄性后代缺血脑组织的活性Caspase-3和缺氧诱导因子1α的水平较低。喂饲胆碱缺乏饮食母鼠后代的胆碱代谢指标甜菜碱水平相较于正常饮食母鼠后代更低。实验结果表明，在神经发育的关键时间点上，母体饮食营养不足会导致更差的脑卒中结局，从而强调了母亲饮食对后代健康的重要性。