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May 17, 2023

Mütterlicher Stress induzierte Stress im endoplasmatischen Retikulum und beeinträchtigte die Insulinsekretion der Pankreasinseln über die Hochregulierung des Glukokortikoidrezeptors bei erwachsenen männlichen Rattennachkommen

Wissenschaftliche Berichte Band 12, Artikelnummer: 12552 (2022) Diesen Artikel zitieren

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Details zu den Metriken

Perinataler (pränataler und/oder postnataler) Stress gilt als Risikofaktor für Stoffwechselstörungen im späteren Leben. Dementsprechend zielte diese Studie darauf ab, die Auswirkungen von perinatalem Stress auf die Stressinduktion des endoplasmatischen Retikulums (ER) der Bauchspeicheldrüse, die Beeinträchtigung der Insulinsekretion und die Expressionsänderungen von WFS1 (Wlframin-ER-Transmembran-Glykoprotein, das an der ER-Homöostase und Insulinsekretion beteiligt ist) bei Rattennachkommen zu untersuchen. Je nachdem, wie lange die Muttertiere unterschiedlichem Stress ausgesetzt waren, wurden ihre männlichen Nachkommen in Kontrolle (CTRL); Vorschwangerschaft, Schwangerschaft, Laktationsstress (PPPLS); Stress vor der Schwangerschaft (PPS); Schwangerschaftsstress (PS); Laktationsstress (LS); Vorschwangerschaft, Schwangerschaftsstress (PPPS); Schwangerschaft, Laktationsstress (PLS); Gruppen vor der Schwangerschaft und Laktationsstress (PPLS). Die Bauchspeicheldrüsen der Nachkommen wurden zur ER-Extraktion und zur Beurteilung von ER-Stress-Biomarkern, der DNA-Methylierung des WFS1-Gens und der Insulinsekretion isolierter Inseln entfernt. Auch die Glukosetoleranz wurde getestet. In den gestressten Gruppen erhöhte der mütterliche Stress den Corticosteronspiegel im Plasma signifikant. In den PPS-, PS- und PPPS-Gruppen erhöhte mütterlicher Stress die Bip- (Hsp70; Hitzeschockproteinfamilie A, Mitglied 4), Chop- (Ddit3; durch DNA-Schaden induzierbares Transkript 3) und WFS1-Proteinspiegel im aus der Bauchspeicheldrüse extrahierten ER. Darüber hinaus waren in diesen Gruppen die Insulinsekretion und der Insulingehalt der Inseln sowie die Glukosetoleranz beeinträchtigt. In den PPS-, PS-, LS- und PPPS-Gruppen erhöhte sich die Expression des pankreatischen Glukokortikoidrezeptors (GR). Mütterlicher Stress hatte keinen Einfluss auf die WFS1-DNA-Methylierung der Bauchspeicheldrüse. Daher beeinträchtigte mütterlicher Stress während der pränatalen Phase die Insulinsekretion und die Glukosehomöostase der Inseln bei erwachsenen männlichen Nachkommen, möglicherweise durch die Induktion von ER-Stress und der GR-Expression in der Bauchspeicheldrüse. In diesem Zusammenhang sollte die Rolle der WFS1-Proteinveränderung im pankreatischen ER untersucht werden auch berücksichtigt werden.

Eine beeinträchtigte Insulinsekretion aus den Langerhans-Inseln ist eine der Hauptursachen für Stoffwechselstörungen im Zusammenhang mit dem Glukosestoffwechsel wie Diabetes, die durch verschiedene Umweltfaktoren, einschließlich Stress, verursacht werden können1. Es wurde angenommen, dass die Prävalenz von Stoffwechselstörungen hauptsächlich durch genetische Faktoren beeinflusst wird; Allerdings kann die Genetik nicht alle Gründe erklären, die zu Stoffwechselstörungen führen. Daher konzentriert sich die jüngste Forschung auf den Lebensstil als Hauptfaktor für das Auftreten von Stoffwechselerkrankungen2. Mütterlicher Stress/perinataler Stress gilt als Risikofaktor im Hinblick auf generationsübergreifende Folgen. Es bezieht sich auf die Belastung der Mutter durch Stresszustände wie psychische und physische Belastungen (z. B. Depressionen, Angstzustände, kohlenhydratreiche und/oder fettreiche Ernährung) während der Vorkonzeption, der Schwangerschaft und auch in der Stillzeit, die sich auf die Programmierung der sich entwickelnden Organe des Nachwuchses auswirken können. und kann zu negativen Folgen wie Herz-Kreislauf-Störungen und Diabetes im späteren Leben führen3,4. Die vorgeschlagenen kritischen Mechanismen zur Erklärung dieser Zusammenhänge sind kaum verstanden. Epigenetische Veränderungen in verschiedenen Körpersystemen, die durch erhöhte Glukokortikoidspiegel hervorgerufen werden, wurden als möglicher Mechanismus vorgeschlagen, der negative Erfahrungen während der Perinatalperiode mit einer beeinträchtigten Gesundheit der Nachkommen im späteren Leben verbindet5. Viele Studien an Menschen und Tieren haben bestätigt, dass die perinatale Exposition gegenüber hohen Glukokortikoidspiegeln direkt und indirekt die Expressionsniveaus von „epigenetischen Regulator“-Genen wie DNA-Methyltransferase 1 (Dnmt1) bei Nachkommen durch freie Fettsäuren, entzündliche Zytokine, oxidativer Stress und Hyperglykämie6. Eine Veränderung der Programmierung der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse (HPA) (und damit der zirkulierenden Glukokortikoidspiegel) bei Nachkommen kann zu einer erhöhten Reaktionsfähigkeit der HPA auf Stress im Erwachsenenalter führen7.

Jüngste Studien haben gezeigt, dass die DNA-Methylierung empfindlich auf die frühe Exposition gegenüber Umweltstress reagiert. Als Beweis dafür zeigten erwachsene Nachkommen mit einer Vorgeschichte von Kindesmissbrauch und -vernachlässigung im Erwachsenenalter Angstzustände und Funktionsstörungen der HPA-Achse, und diese Nachkommen zeigten eine hypermethylierte und verringerte Expression von Hippocampus-Glukokortikoidrezeptoren (GR)8. Im Gegensatz dazu verursachte eine stärkere frühe postnatale mütterliche Fürsorge, wie z. B. Verhalten beim Lecken und Pflegen mit gewölbtem Rücken (LG-ABN) gegenüber den Welpen, eine Hypomethylierung und eine erhöhte GR-Expression im Hippocampus sowie verringerte Reaktionen auf Stress9. Darüber hinaus haben Nyirenda et al. wiesen darauf hin, dass die Exposition gegenüber übermäßigen Glukokortikoiden während der Schwangerschaft und Stillzeit langanhaltende Auswirkungen auf die Programmierung metabolischer Signalwege hatte, die sich bei erwachsenen Tieren in Hyperglykämie, Glukosetoleranz und Insulinresistenz äußerten10. Andererseits wurde kürzlich gezeigt, dass der Stress des endoplasmatischen Retikulums (ER) ein zentraler Mechanismus bei der Entstehung von Krankheiten im Zusammenhang mit Stoffwechselstörungen ist. Die Homöostase des endoplasmatischen Retikulums (ER) ist für die ordnungsgemäße Funktion von Zellen von entscheidender Bedeutung, und als Folge einer beeinträchtigten ER-Homöostase wird ein Schutzsystem namens „Unfolded Protein Response“ (UPR) aktiviert. Dieser UPR zielt darauf ab, die negativen Auswirkungen von ER-Stress zu lindern, indem er drei Signalwege aktiviert: IRE1, PERK und ATF6, die als UPR-Sensoren bezeichnet werden11,12.

Eine Studie hat gezeigt, dass Umwelt- und genetische Faktoren die Ursache für die Induktion von ER-Stress sind, insbesondere in β-Zellen, was zu einer Verringerung der Insulinsynthese und -sekretion führen kann13. Darüber hinaus haben Linssen et al. berichteten, dass die Behandlung mit Prednisolon die GR-vermittelte Aktivierung der IRE1-XBP1-Signalwege induzieren könnte, was zur Unterdrückung der Insulinbiosynthese und -sekretion in den Insulin sezernierenden INS-1E-Zellen führte14. Andere Studien haben auch gezeigt, dass eine niedrige Corticosteron-Dosis ER-Stress induzieren und Marker für ER-Stress (Bip, Chop) über den GR in Makrophagen15 und Pankreas16 von C57BL/6 J-Mäusen erhöhen kann. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass WFS1 eine wichtige Rolle bei der Insulinbiosynthese und -sekretion sowie bei der Aufrechterhaltung der ER-Homöostase in Pankreas-β-Zellen spielt17. WFS1 ist ein Transmembranprotein im ER und eine neuartige Komponente der ER-Stresssignalisierung18,19,20. Unter ER-Stressbedingungen wurde die Expression des WFS1-Gens über das X-Box-Bindungsprotein (XBP1) erhöht und milderte die ER-Stressreaktion in den β-Zellen der Bauchspeicheldrüse19. Der Verlust seiner Funktion führte zu einer Beeinträchtigung der ER-Stressreaktion und der Apoptose18,21. In einer Reihe neuerer Studien wurde berichtet, dass Mutationen in diesem Protein die Plasmaglukose erhöhten und das Plasmainsulin reduzierten22, die glukosestimulierte Insulinsekretion und den Insulingehalt der Langerhans-Inseln beeinträchtigten21, die Betazellmasse verringerten und die Expression von ER-Stressmarkern erhöhten23. Angesichts der Auswirkungen von Stressexposition und der daraus resultierenden Corticosteron-Erhöhung auf die Induktion von ER-Stress sowie der wichtigen Rolle des WFS1-Proteins bei der Modulation des UPR-Signalwegs und der Insulinbiosynthese und -sekretion der β-Zellen wurde diese Untersuchung vorgeschlagen, um die Hypothese zu testen, dass die Exposition gegenüber mütterlichem Stress zunimmt Stress während der Vorschwangerschafts-, Schwangerschafts- und Laktationsperiode würde die Programmierung der an der Glukosehomöostase bei erwachsenen männlichen Rattennachkommen beteiligten Systeme durch hohe Corticosteronspiegel, die Induktion von pankreatischem ER-Stress und/oder Veränderungen der pankreatischen WFS1-Genexpression und DNA-Methylierung beeinträchtigen.

Die Zwei-Wege-ANOVA mit wiederholten Messungen zeigte, dass während der Zeit vor der Schwangerschaft, nach der ersten und der letzten Belastung durch mütterlichen variablen Stress, die Plasma-Corticosteron-Spiegel in den PPPLS-, PPS-, PPPS- und PPLS-Gruppen im Vergleich zur CTRL-Gruppe signifikant anstiegen (P < 0,001). Während der Schwangerschaft, nach der ersten Stressexposition, zeigten die mütterlichen Plasma-Corticosteronspiegel in den PPPLS-, PS-, PPPS-, PLS- und PPLS-Gruppen deutliche Erhöhungen (P < 0,001) und auch nach der letzten Stressexposition bei PPPLS, PS, und PLS-Gruppen (P < 0,001) im Vergleich zur CTRL-Gruppe (Abb. 1A).

Einfluss von perinatalem Stress auf den Corticosteronspiegel mütterlicher (A) und männlicher Nachkommen (B). Jede Spalte stellt den Mittelwert ± SEM dar (6 Ratten/Gruppe, 6 Würfe/Gruppe). Die Daten wurden mithilfe einer Zwei-Wege-ANOVA mit wiederholten Messungen und anschließendem Tukey-Post-hoc-Test analysiert. Die Analyse wurde in jeder einzelnen Kategorie durchgeführt; **P < 0,01, ***P < 0,001 im Vergleich zur CTRL-Gruppe; ###P < 0,001 im Vergleich zur PPS-Gruppe; φφφP < 0,001 im Vergleich zur PPPS-Gruppe; ɛɛɛP < 0,001 im Vergleich zur PLS-Gruppe; δδδP < 0,001 im Vergleich zur PPLS-Gruppe. CTRL ohne Stress, PPPLS vor der Schwangerschaft, Schwangerschaft, Laktationsstress, PPS vor der Schwangerschaft Stress, PS Schwangerschaftsstress, LS Laktationsstress, PPPS vor der Schwangerschaft, Schwangerschaftsstress, PLS Schwangerschaft, Laktationsstress, PPLS vor der Schwangerschaft, Laktationsstress.

Die Zwei-Wege-ANOVA mit wiederholten Messungen zeigte jedoch, dass es bei PND-1 einen signifikanten Anstieg der Plasma-Corticosteronspiegel der Nachkommen in den Gruppen LS (P < 0,001) und PPLS (P < 0,01) im Vergleich zur CTRL-Gruppe gab; Bei den Plasma-Corticosteronspiegeln der Nachkommen anderer Studiengruppen wurden im Vergleich zur CTRL-Gruppe keine Veränderungen beobachtet. Bei PND-21 zeigten die Plasma-Corticosteronspiegel der Nachkommen einen signifikanten Anstieg in den PPPLS-, PS-, LS- und PPLS-Gruppen im Vergleich zur CTRL-Gruppe (P < 0,001). Darüber hinaus zeigten bei PND-64 die Plasma-Corticosteronspiegel der Nachkommen in den Gruppen PPPLS, PS, LS, PPPS, PPLS (P < 0,001) und PLS (P < 0,01) einen signifikanten Anstieg im Vergleich zur CTRL-Gruppe (Abb. 1B).

Die Plasmaglukosespiegel zeigten einen signifikanten Rückgang in den Gruppen PPPLS (P < 0,05), PPS und PPLS (P < 0,01) PS (P < 0,001) im Vergleich zur CTRL-Gruppe unter Fastenbedingungen (0 Minuten). Nach der Glukosebelastung stiegen die Plasmaglukosespiegel zum Zeitpunkt 30 an, und diese Werte in der PS-Gruppe waren signifikant höher als die in der CTRL-Gruppe (P < 0,001), dann begannen die Werte in allen Studiengruppen zu sinken; Allerdings waren die Plasmaglukosespiegel nach 60 Minuten in den Gruppen PPPLS, PS (P < 0,001) und PPPS (P < 0,05) signifikant höher als in der CTRL-Gruppe (Abb. 2A). Die Fläche unter der Kurve (AUC) der Plasmaglukosespiegel in der PS-Gruppe zeigte, dass die Plasmaglukosespiegel im Vergleich zur CTRL-Gruppe signifikant anstiegen. Diese Daten deuten darauf hin, dass die Glukoseclearance in der PS-Gruppe im Vergleich zur CTRL-Gruppe signifikant niedriger war (P < 0,001, Abb. 2B).

Einfluss von perinatalem Stress auf den Plasmaglukosespiegel (A) und die AUC (B), den Plasmainsulinspiegel (C) und die AUC (D) während der OGTT bei jungen erwachsenen männlichen Nachkommen. Jeder Punkt und jede Spalte stellen den Mittelwert ± SEM dar (n = 6 Ratten/Gruppe, 6 Würfe/Gruppe); Die Daten wurden mithilfe einer Zwei-Wege-ANOVA mit wiederholten Messungen und anschließendem Tukey-Post-hoc-Test analysiert. *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001 im Vergleich zur CTRL-Gruppe; $$P < 0,01 im Vergleich zur PS-Gruppe; οοP < 0,01, οοοP < 0,001 im Vergleich zur LS-Gruppe; φφP < 0,01 im Vergleich zur PPPS-Gruppe; ɛɛɛP < 0,001 im Vergleich zur PLS-Gruppe. CTRL ohne Stress, PPPLS vor der Schwangerschaft, Schwangerschaft, Laktationsstress, PPS vor der Schwangerschaft Stress, PS Schwangerschaftsstress, LS Laktationsstress, PPPS vor der Schwangerschaft, Schwangerschaftsstress, PLS Schwangerschaft, Laktationsstress, PPLS vor der Schwangerschaft, Laktationsstress.

Die Plasmainsulinspiegel stiegen in den Gruppen PPPLS, PLS (P < 0,001) und PPLS (P < 0,01) im Vergleich zur CTRL-Gruppe im nüchternen Zustand (0 Minuten) signifikant an. Die Werte stiegen an und erreichten nach 30 Minuten Glukosebelastung einen Höhepunkt und näherten sich innerhalb von 120 Minuten denen des Zeitpunkts Null an. Die Plasmainsulinspiegel waren nach 30 Minuten in allen Stressgruppen mit Ausnahme der PS- und PPS-Gruppe höher als in der CTRL-Gruppe (P < 0,001 bis P < 0,01). Dieser Parameter war bei mindestens 60 in den Gruppen PPPLS, PLS (P < 0,001) und PPLS (P < 0,01) höher als der der CTRL-Gruppe. Die Plasmainsulinspiegel bei mindestens 120 zeigten in allen Stressgruppen einen deutlichen Anstieg im Vergleich zur CTRL-Gruppe (P < 0,001 bis P < 0,05, Abb. 2C). Die Fläche unter der Kurve (AUC) der Plasmainsulinspiegel in den PPPLS-, PLS- und PPLS-Gruppen zeigte, dass die Plasmainsulinspiegel im Vergleich zur CTRL-Gruppe signifikant anstiegen. Diese Ergebnisse legen nahe, dass diese Gruppen die Glukosebelastung möglicherweise effizienter beseitigen können (P < 0,001, Abb. 2D).

Wie in Abb. 3A gezeigt, war der HOMA-IR-Index in den PPPLS- und PLS-Gruppen im Vergleich zur CTRL-Gruppe deutlich erhöht (P < 0,001). Es gab jedoch keine signifikanten Unterschiede in Bezug auf diesen Index in anderen Stressgruppen im Vergleich zur CTRL-Gruppe; Der HOMA-IR-Index in der PPPLS-Gruppe stieg im Vergleich zu den PPPS-Gruppen signifikant an (P < 0,05). Auch dieser Index stieg in der PLS-Gruppe im Vergleich zur PS-Gruppe deutlich an (P < 0,01, Abb. 3A).

Einfluss von perinatalem Stress auf HOMA-IR (A) und Matsuda-Index (B) bei jungen erwachsenen männlichen Nachkommen. Jede Spalte stellt den Mittelwert ± SEM dar (6 Ratten/Gruppe, 6 Würfe/Gruppe); Die Daten wurden mithilfe einer einfaktoriellen ANOVA und anschließendem Tukey-Post-hoc-Test analysiert. **P < 0,01, ***P < 0,001 im Vergleich zur CTRL-Gruppe; ++P < 0,01, +++P < 0,001 im Vergleich zur PPPLS-Gruppe; $$P < 0,01 im Vergleich zur PS-Gruppe; φP < 0,05 im Vergleich zur PPPS-Gruppe; ɛP < 0,05 im Vergleich zur PLS-Gruppe; δP < 0,05 im Vergleich zur PPLS-Gruppe. CTRL ohne Stress, PPPLS vor der Schwangerschaft, Schwangerschaft, Laktationsstress, PPS vor der Schwangerschaft Stress, PS Schwangerschaftsstress, LS Laktationsstress, PPPS vor der Schwangerschaft, Schwangerschaftsstress, PLS Schwangerschaft, Laktationsstress, PPLS vor der Schwangerschaft, Laktationsstress.

In allen Stressgruppen wurde im Vergleich zur CTRL-Gruppe ein signifikanter Rückgang des Matsuda-Index beobachtet (P < 0,001 bis P < 0,01). Außerdem gab es in der PPPLS-Gruppe im Vergleich zu den PPPS- und LS-Gruppen eine signifikante Verringerung dieses Index (P < 0,001 bis P < 0,01). Andererseits war der Matsuda-Index in den PPS-, PS- und LS-Gruppen signifikant höher als der der PPL- und PLS-Gruppen (P < 0,05, Abb. 3B).

In allen Studiengruppen war die Insulinsekretion von isolierten Inseln in Gegenwart von 16,7 mM Glucose höher als bei einer Glucosekonzentration von 5,6 mM. Die basale Insulinsekretion nach Inkubation in 5,6 mM Glucose war in den PPPLS-, PLS- und PPLS-Gruppen signifikant höher als in der CTRL-Gruppe (P < 0,001 bis P < 0,01). Darüber hinaus war die Insulinsekretion in der PPPLS-Gruppe in Gegenwart einer Glukosekonzentration von 5,6 mM höher als in der LS- und PPPS-Gruppe (P < 0,001). Die Reaktionen auf 5,6 mM Glucose in den PLS- und PPLS-Gruppen waren ebenfalls signifikant höher als die der PS- bzw. PPS-Gruppen (P < 0,01, Abb. 4A).

Einfluss von perinatalem Stress auf die Insulinsekretion (A, B) und den Insulingehalt (C, D) der isolierten Inseln als Reaktion auf 5,6 mM und 16,7 mM Glukosekonzentrationen bei jungen erwachsenen männlichen Nachkommen. Jede Spalte stellt den Mittelwert ± SEM dar (4 Ratten/Gruppe, 4 Würfe/Gruppe). Die Daten wurden mithilfe einer einfaktoriellen ANOVA und anschließendem Tukey-Post-hoc-Test analysiert. **P < 0,01, ***P < 0,001 im Vergleich zur CTRL-Gruppe; ##P < 0,01 im Vergleich zur PPS-Gruppe; $$P < 0,01, $$$P < 0,001 im Vergleich zur PS-Gruppe; οοP < 0,01, οοοP < 0,001 im Vergleich zur LS-Gruppe; φφφP < 0,001 im Vergleich zur PPPS-Gruppe. CTRL ohne Stress, PPPLS vor der Schwangerschaft, Schwangerschaft, Laktationsstress, PPS vor der Schwangerschaft Stress, PS Schwangerschaftsstress, LS Laktationsstress, PPPS vor der Schwangerschaft, Schwangerschaftsstress, PLS Schwangerschaft, Laktationsstress, PPLS vor der Schwangerschaft, Laktationsstress.

Bei der Stimulation der Inseln mit einer Glukosekonzentration von 16,7 mM wurde in den PPPLS-, PLS- und PPLS-Gruppen im Vergleich zur CTRL-Gruppe ein signifikanter Anstieg der Insulinsekretion beobachtet (P < 0,001 bis P < 0,01). Bei einer Glucosekonzentration von 16,7 mM kam es in der PPPLS-Gruppe zu einem signifikanten Anstieg der Insulinsekretion im Vergleich zu den LS- und PPPS-Gruppen (P < 0,001). Darüber hinaus war die Insulinsekretion in Gegenwart einer Glukosekonzentration von 16,7 mM in der PLS-Gruppe signifikant höher als in den PS- und LS-Gruppen (P < 0,001, Abb. 4B).

Der Insulingehalt der isolierten Inseln als Reaktion auf eine Glukosekonzentration von 5,6 mM zeigte einen signifikanten Anstieg in den PPPLS-, PLS- und PPLS-Gruppen im Vergleich zur CTRL-Gruppe (P < 0,001 bis P < 0,01). Im Vergleich zu den PPPS- und LS-Gruppen wurde ein signifikanter Anstieg des Insulingehalts der Inseln in der PPPLS-Gruppe in Gegenwart einer Glukosekonzentration von 5,6 mM beobachtet (P < 0,001 bis P < 0,01). Darüber hinaus kam es in der PLS-Gruppe in Gegenwart einer Glukosekonzentration von 5,6 mM im Vergleich zur PS-Gruppe zu einem signifikanten Anstieg des Insulingehalts der Inseln (P < 0,001, Abb. 4C).

Darüber hinaus kam es nach Stimulation mit 16,7 mM Glucose zu einem signifikanten Anstieg des Insulingehalts isolierter Inseln in den PPPLS-, PLS- und PPLS-Gruppen im Vergleich zur CTRL-Gruppe (P < 0,001 bis P < 0,01). Allerdings war dieser Parameter in Gegenwart einer Glukosekonzentration von 16,7 mM in der PPPLS-Gruppe signifikant höher als in den LS-Gruppen (P < 0,01, Abb. 4D).

Die statistische Analyse ergab, dass die Bip-mRNA-Expression im Pankreasgewebe der PPPLS-, LS- und PPLS-, PPS-, PLS-, PS- und PPPS-Gruppen im Vergleich zur CTRL-Gruppe zunahm (P < 0,001 bis P < 0,05). Die Bip-mRNA-Expressionsniveaus in den PPPS-Gruppen waren signifikant höher als in der PPPLS-Gruppe (P < 0,01); Allerdings war die Expression von Bip-mRNA in der PLS-Gruppe im Vergleich zur PS-Gruppe verringert (P < 0,05, Abb. 5A).

Auswirkung von perinatalem Stress auf die mRNA-Expression von Bip (A), Chop (B) und WFS1 (C) im Pankreasgewebe und die aus der Bauchspeicheldrüse extrahierten ER-Spiegel von Bip (D, E), Chop (D, F) und WFS1 (D, G) Proteine ​​in jungen erwachsenen männlichen Nachkommen. Repräsentative Zahlen für die RT-PCR sind die Faltungsveränderung (3 Ratten/Gruppe, 3 Würfe/Gruppe) und repräsentative Banden sind die jeweiligen densitometrischen Werte (8 Ratten/Gruppe, 8 Würfe/Gruppe). Zwanzig μg Proteine ​​wurden auf SDS-PAGE aufgetrennt, einem Western Blot unterzogen, mit Anti-Bip-Antikörpern, Anti-Chop-Antikörpern und Anti-WFS1-Antikörpern sondiert und erneut mit Anti-Calnexin-Antikörpern (D) sondiert. Die Dichten der Proteinbanden werden gemessen und die Das Verhältnis wird berechnet (E–G). Jede Spalte stellt den Mittelwert ± SEM dar. Die Daten wurden mithilfe einer einfaktoriellen ANOVA und anschließendem Tukey-Post-hoc-Test analysiert. *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001 im Vergleich zur CTRL-Gruppe; +P < 0,05, ++P < 0,01, +++P < 0,001 im Vergleich zur PPPLS-Gruppe; ɛP < 0,05, ɛɛP < 0,01 im Vergleich zur PLS-Gruppe; δP < 0,05, δδP < 0,01 im Vergleich zur PPLS-Gruppe. CTRL ohne Stress, PPPLS vor der Schwangerschaft, Schwangerschaft, Laktationsstress, PPS vor der Schwangerschaft Stress, PS Schwangerschaftsstress, LS Laktationsstress, PPPS vor der Schwangerschaft, Schwangerschaftsstress, PLS Schwangerschaft, Laktationsstress, PPLS vor der Schwangerschaft, Laktationsstress.

Im extrahierten ER der Bauchspeicheldrüse war der Bip-Proteinspiegel in allen Stressgruppen außer PPPLS signifikant höher als der der CTRL-Gruppe (P < 0,001 bis P < 0,05). Darüber hinaus war dieser Parameter in den PPPS-Gruppen signifikant höher als in der PPPLS-Gruppe (P < 0,001). Es gab signifikante Unterschiede zwischen den Bip-Proteinspiegeln im Pankreas-ER der PPS- und PS-Gruppen im Vergleich zu denen der PPLS- bzw. PLS-Gruppen (P < 0,01 bis P < 0,05, Abb. 5D, E).

Laut ANOVA-Analyse waren die pankreatischen Chop-mRNA-Expressionsniveaus in allen Stressgruppen mit Ausnahme der PPPLS- und PPLS-Gruppen im Vergleich zur CTRL-Gruppe signifikant erhöht (P < 0,001 bis P < 0,05). Darüber hinaus waren die Chop-mRNA-Expressionsniveaus in den PPPS-Gruppen signifikant höher als in der PPPLS-Gruppe (P < 0,001). Dieser Parameter stieg in der PS-Gruppe im Vergleich zur PLS-Gruppe an (P < 0,05, Abb. 5B).

Die Hackproteinspiegel im extrahierten ER der Bauchspeicheldrüse der PPS-, LS-, PLS-, PS- und PPPS-Gruppen waren signifikant höher als die der CTRL (P < 0,001 bis P < 0,05); Es gab jedoch keine signifikanten Unterschiede zwischen den Pankreas-Chop-Proteinspiegeln der PPPLS-, PPLS- und CTRL-Gruppen. Der Hackproteinspiegel in der Bauchspeicheldrüse der PS-Gruppe war im Vergleich zu denen der PLS-Gruppen signifikant erhöht (P < 0,05). Dieser Parameter war in der PPPS-Gruppe im Vergleich zu denen der PPPLS-Gruppen erhöht (P < 0,001, Abb. 5D, F).

Die statistische Analyse ergab, dass der pankreatische WFS1-mRNA-Spiegel in allen Stressgruppen im Vergleich zur CTRL-Gruppe signifikant anstieg (P < 0,001 bis P < 0,05). Die WFS1-mRNA-Expression in der Bauchspeicheldrüse der PPPS-Gruppen war signifikant höher als die der PPPLS-Gruppe (P < 0,05). Dieser Parameter war in der PS-Gruppe im Vergleich zur PLS-Gruppe ebenfalls erhöht (P < 0,01, Abb. 5C).

Im extrahierten ER der Bauchspeicheldrüse war der WFS1-Proteinspiegel in allen Stressgruppen mit Ausnahme der PPPLS- und PPLS-Gruppen signifikant höher als der der CTRL-Gruppe (P < 0,001 bis P < 0,05). Dieser Parameter war in den PPPS-Gruppen im Vergleich zur PPPLS-Gruppe signifikant erhöht (P < 0,001). Darüber hinaus stieg der WFS1-Proteingehalt im aus der Bauchspeicheldrüse extrahierten ER der PPS- und PS-Gruppen im Vergleich zu denen der PPLS- bzw. PLS-Gruppen signifikant an (P < 0,01, Abb. 5D, G).

Die Expression von GR-mRNA im Pankreasgewebe der PPS-, PS-, PPPS- und LS-Gruppen stieg im Vergleich zu der der CTRL-Gruppe signifikant an (P < 0,001 bis P < 0,05). Dieser Parameter war in den PPPS-Gruppen signifikant höher als in der PPPLS-Gruppe (P < 0,001). Die Pankreas-GR-mRNA-Expression in PPS- und PS-Gruppen stieg im Vergleich zu PPLS- bzw. PLS-Gruppen signifikant an (P < 0,01 bis P < 0,05, Abb. 6A).

Einfluss von perinatalem Stress auf die Pankreas-GR(A)-Protein(B,C)-Spiegel bei jungen erwachsenen männlichen Nachkommen. Jede Spalte stellt den Mittelwert ± SEM dar (3 Ratten/Gruppe, 3 Würfe/Gruppe). Die Daten wurden mithilfe einer einfaktoriellen ANOVA und anschließendem Tukey-Post-hoc-Test analysiert; *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001 im Vergleich zur CTRL-Gruppe; +++P < 0,001 im Vergleich zur PPPLS-Gruppe; ɛɛP < 0,01 im Vergleich zur PLS-Gruppe; δP < 0,05, δδP < 0,01 im Vergleich zur PPLS-Gruppe. CTRL ohne Stress, PPPLS vor der Schwangerschaft, Schwangerschaft, Laktationsstress, PPS vor der Schwangerschaft Stress, PS Schwangerschaftsstress, LS Laktationsstress, PPPS vor der Schwangerschaft, Schwangerschaftsstress, PLS Schwangerschaft, Laktationsstress, PPLS vor der Schwangerschaft, Laktationsstress.

Die statistische Analyse ergab, dass das GR-Protein der PPPS-, PS-, LS- und PPS-Gruppen im Vergleich zur CTRL-Gruppe signifikant erhöht war (P < 0,001 bis P < 0,05). Dieser Wert war in den PPPS-Gruppen deutlich höher als in der PPPLS-Gruppe (P < 0,001). Darüber hinaus stieg dieser Parameter in den PPS-Gruppen im Vergleich zu dem der PPLS-Gruppe (P < 0,01, Abb. 6B, C).

Wie in Abb. 7A – C gezeigt, gab es keine signifikanten Veränderungen im Methylierungsgrad des WFS1-Gens in der Bauchspeicheldrüse verschiedener Gruppen.

Einfluss von perinatalem Stress auf die DNA-Methylierung des WFS1-Gens im Pankreasgewebe. Schematische Darstellung des Promotorbereichs des WFS1-Gens, der die untersuchte CpG-Insel (A) umfasst. Agarosegelelektrophorese zum Nachweis des Methylierungsstatus des WFS1-Promotors im Pankreasgewebe durch methylierungsspezifische PCR (MSP). Für die Amplifikation verwendete Primersätze werden als unmethyliert (U) und methyliert (M) (B) bezeichnet. Jede Spalte stellt den Mittelwert ± SEM dar (3 Ratten/Gruppe, 3 Würfe/Gruppe). CTRL ohne Stress, PPPLS vor der Schwangerschaft, Schwangerschaft, Laktationsstress, PPS vor der Schwangerschaft Stress, PS Schwangerschaftsstress, LS Laktationsstress, PPPS vor der Schwangerschaft, Schwangerschaftsstress, PLS Schwangerschaft, Laktationsstress, PPLS vor der Schwangerschaft, Laktationsstress.

Die aktuelle Studie untersuchte die Hypothese, dass die Exposition gegenüber einem durch perinatalen Stress verursachten hohen Corticosteronspiegel die Programmierung von Stoffwechselsystemen bei Nachkommen beeinflussen könnte. Die Ergebnisse dieser Untersuchung zeigten, dass die Nachkommen, die pränatalem und postnatalem Stress ausgesetzt waren (in PPPLS-, PLS-, PPLS- und LS-Gruppen), einen geringfügigen Anstieg der Pankreasgewebe-mRNA und der Pankreas-extrahierten ER-Proteinspiegel von Bip, Chop und WFS1 zeigten. Während sie einen deutlichen Anstieg der Insulinsekretion und des Insulingehalts isolierter Inseln zeigten. Andererseits gab es trotz des starken Anstiegs der Pankreasgewebe-mRNA- und Pankreas-extrahierten ER-Proteinspiegel von Bip, Chop und WFS1 keine signifikanten Veränderungen in der Insulinsekretion und dem Inhalt isolierter Inseln bei den Nachkommen, die nur pränatalem Stress ausgesetzt waren (in PPS-, PS- und PPPS-Gruppen). Darüber hinaus erhöhte die Exposition gegenüber pränatalem oder postnatalem Stress (dh in PPS-, PS-, LS- und PPPS-Gruppen) die mRNA-Expression und die Proteinspiegel von GR im Pankreasgewebe. Interessanterweise haben wir zum ersten Mal gezeigt, dass sich die DNA-Methylierung des WFS1-Gens bei erwachsenen Rattennachkommen der gestressten Gruppen nicht veränderte. Darüber hinaus beeinträchtigte mütterlicher Stress die Glukosetoleranz und erhöhte die Basalplasma-Corticosteron- und Insulinspiegel sowie den HOMA-IR-Index signifikant, verringerte jedoch den ISI Matsuda (Abb. 8).

Zusammenfassung der Schlussfolgerung.

In der aktuellen Studie stiegen die Plasma-Corticosteron-Ausgangswerte am ersten und letzten Tag der Exposition gegenüber variablem Stress während der gesamten Perinatalperiode bei den Muttertieren der gestressten Gruppen signifikant an; Daher konnten wir die Auswirkung jeder Stressperiode einzeln oder in Kombination auf den Glukosestoffwechsel der Nachkommen untersuchen. Ähnlich wie unsere Ergebnisse führte die Vielfalt der in dieser Studie verwendeten Stressfaktoren nicht zu einer Anpassung der Corticosteron-Reaktion bei den Muttertieren, die wiederholt Stress ausgesetzt waren24; Einige Studien haben jedoch einen verringerten Corticosteronspiegel im Plasma nach mütterlichem Stress bei Muttertieren berichtet25. Es wird davon ausgegangen, dass die unterschiedlichen Corticosteronspiegel im Plasma mit der Veränderung der HPA-Achsen-Empfindlichkeit zusammenhängen könnten, die durch die Exposition gegenüber wiederholtem Stress hervorgerufen wird. Bei den Nachkommen der gestressten Gruppen mit Ausnahme der LS- und PPLS-Gruppen veränderte sich der Plasma-Corticosteronspiegel auf PND1 nicht; Allerdings stieg sie bei PND21 im Vergleich zu den Kontrollnachkommen an. Im Gegensatz dazu zeigten Studien, dass eine 24-stündige Exposition gegenüber starkem Stress am 10.–18. Tag der Trächtigkeit bei C57Bl/6-Mäusen unter PND126 zu einer nicht signifikanten Verringerung des basalen Corticosteronspiegels führte. Brummelte et al. berichteten, dass die Injektion von exogenem Corticosteron während der Schwangerschaft (10.–20. Gestationstag) und nach der Geburt (2.–21. Tag) den Serum-Corticosteronspiegel bei PND1 erhöhte, die Spiegel bei PND21 bei Rattennachkommen jedoch nicht beeinflusste27. Diese Unterschiede zwischen den Studien können auf mehrere mögliche Mechanismen zurückzuführen sein. In diesem Zusammenhang zeigten Forscher, dass der Zugang des Fötus zu mütterlichem Corticosteron aufgrund der Wirkung des Plazentaenzyms 11β-HSD2, das mütterliches Corticosteron in inaktives Cortison umwandelt, gering ist. Diese Barriere kann jedoch durch mütterlichen Stress weiter geschwächt werden27. Der Gehalt an Corticosteron-bindendem Globulin (CBG) im mütterlichen Plasma könnte auch eine Rolle bei der Regulierung des für den Fötus verfügbaren Plasma-Corticosteronspiegels spielen, und pränataler Stress kann den CBG-Spiegel der Mutter senken28. Frühere Studien deuteten darauf hin, dass mütterliches CRH, das bei Stress vom Hypothalamus freigesetzt wird, über die Plazenta übertragen und die HPA-Achse im Rattennachwuchs aktivieren kann29. Andererseits könnten erhöhte mütterliche Katecholaminspiegel zu einer durch Hypoxie verursachten Vasokonstriktion der Plazentagefäße30 führen, die wiederum die fetale HPA-Achse aktivierte. Den oben genannten Studien zufolge könnte die Belastung durch perinatalen Stress die Übertragung mütterlicher Kortikosteroide direkt oder indirekt über die Plazenta auf den Fötus verstärken. Daher ist es möglich, dass der Nachwuchs an Stress angepasst wurde, was die unveränderten Plasmaspiegel von Corticosteron bei PND1 erklären könnte. Der Anstieg des Serum-Corticosteronspiegels bei PND21 könnte zumindest teilweise auf eine direkte Übertragung von mütterlichem Corticosteron über die Milch auf die Nachkommen zurückzuführen sein. Die Ausgangs-Corticosteronspiegel bei den erwachsenen Nachkommen der Stressgruppen mit Ausnahme der PPS-Gruppe waren höher als die der Kontrollen. In diesem Zusammenhang deuteten Tierstudien darauf hin, dass die Exposition gegenüber pränatalem Lärmstress in Verbindung mit körperlichen Stressfaktoren am 12.–16. Tag der Trächtigkeit bei den C57BL/6-Mäusen zu einer Erhöhung der HPA-Achsenfunktion bei den Nachkommen führte31. Mehrere Tierstudien haben gezeigt, dass die Auslösung von vorgeburtlichem Stress bei den Nachkommen durch die mütterliche Exposition gegenüber chronischem unvorhersehbarem Stress (CUMS) während der Schwangerschaft24 und die Injektion von Corticosteron bei adrenalektomierten Muttertieren während der pränatalen Phase32 die Aktivität der HPA-Achse und den Plasma-Corticosteronspiegel bei Rattennachkommen erhöhen könnte . Darüber hinaus zeigte eine neuere Studie, dass die dreiwöchige Exposition von Muttertieren vor der Trächtigkeit chronischem sozialem Niederlagenstress (CSDS) (Präkonzeptionsstressoren) die HPA-Achse aktivierte und den basalen Corticosteronspiegel bei ihren erwachsenen Nachkommen erhöhte33. Zusammengenommen legen diese Ergebnisse nahe, dass die Exposition gegenüber hohem mütterlichem Corticosteron während der Perinatalperiode wahrscheinlich die Programmierung der HPA-Achse beim Nachwuchs beeinflusst, was von der Art des Stressors, der Intensität des Stresses, der Zeit und/oder Dauer der Stressexposition sowie dem Alter abhängt Nachwuchs im Studium.

Unsere Ergebnisse zeigten, dass Nachkommen, die mütterlichem Stress ausgesetzt waren, im Erwachsenenalter erhöhte Plasmainsulinspiegel und Insulinresistenz (HOMA-IR-Index) sowie verringerte Plasmaglukosespiegel und Insulinsensitivität (Matsuda-Index) aufwiesen. Studien ergaben, dass die Belastung durch psychischen Stress während der Schwangerschaft beim Menschen34 und chronischer unvorhersehbarer leichter Stress während der letzten Schwangerschaftswoche den Plasma-Corticosteronspiegel und den HOMA-IR-Index bei Rattennachkommen erhöhte35. Frühere Tierversuche zeigten, dass die Exposition der Mutter gegenüber Cortisol (0,48 mg/h) während der frühen Schwangerschaft die Insulinsensitivität bei erwachsenen männlichen Schafnachkommen nicht veränderte36. Darüber hinaus haben Karbaschi et al. zeigten, dass eine fettreiche Ernährung der Mutter als psychophysischer Stressfaktor während der Schwangerschaft und Stillzeit den Plasma-Corticosteronspiegel und die Insulinsensitivität bei erwachsenen Rattennachkommen erhöhte37. Im Allgemeinen können mütterlicher Stress und die Exposition gegenüber erhöhten Plasma-Corticosteronspiegeln in verschiedenen Modellen eine Insulinresistenz und Insulinsensitivität bei den Nachkommen hervorrufen, was auf Veränderungen im Insulinrezeptor-Signalweg in peripheren Geweben zurückzuführen sein kann. Beispielsweise zeigten Nachkommen, die mütterlichem Stress ausgesetzt waren, eine verringerte Expression des Insulinrezeptors (INSR) und des Insulinrezeptorsubstrats 1 (IRS1)38, der AKT-Proteinspiegel (gesamte und aktivierte/phosphorylierte Formen)39 sowie der Expression und/oder Translokation von Glut4 im Muskel , Leber und Fettgewebe40, die die Mechanismen der insulinabhängigen Glukoseaufnahme und -verwertung darstellten. Daher war es möglich, dass perinataler Stress die HOMA-IR- und ISI-Indizes verändern könnte, indem er diese genannten Signalwege stört.

Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass mütterlicher Stress zwar die Glukose-Insulin-Homöostase im Erwachsenenalter beeinträchtigen kann, die Glukosebelastung jedoch den Blutzuckerspiegel (außer in der PS-Gruppe) während der Perinatalperiode verbessern könnte. In Übereinstimmung mit unseren Ergebnissen haben Blasio et al. berichteten, dass die Exposition gegenüber übermäßigen mütterlichen Glukokortikoiden in der Frühschwangerschaftsphase zu Hyperinsulinämie und einer verbesserten Glukosetoleranz bei erwachsenen männlichen Schafnachkommen führte36. Im Gegensatz dazu zeigten die Nachkommen erwachsener männlicher Ratten, deren Muttertiere während der Spätschwangerschaft sozialem Stress ausgesetzt waren, nach dem Glukosetoleranztest eine unveränderte Plasmaglukose- oder Insulinkonzentration. Andererseits haben Studien gezeigt, dass die Exposition gegenüber Dexamethason10 sowie die Verabreichung von Carbenoxolon als Inhibitor der plazentaren 11-Beta-Hydroxysteroid-Dehydrogenase Typ 2 (11β-HSD2) während der Schwangerschaft zu Hyperglykämie, Hyperinsulinämie und einer beeinträchtigten Glukosetoleranz bei 6- bis 12-Jährigen führte. Monate alter Rattennachwuchs42. Daher war es möglich, dass die beeinträchtigte Glukose-Insulin-Homöostase bei den erwachsenen Nachkommen der vorliegenden Studie teilweise auf die Programmierung der Insulinsignalwege durch eine ungünstige mütterliche Umgebung und übermäßige Corticosteronspiegel zurückzuführen war. Eine erhöhte Insulinsekretion spiegelt einen Kompensationsmechanismus für die beobachtete Insulinresistenz wider, der möglicherweise eine verbesserte Glukosetoleranz bei den Nachkommen erklärt43. Darüber hinaus war die Glukosetoleranz in der PS-Gruppe beeinträchtigt, möglicherweise aufgrund einer beeinträchtigten glukosestimulierten Insulinsekretion.

In der aktuellen Studie kam es zu einem signifikanten Anstieg der Pankreas-GR-mRNA- und -Proteinspiegel bei erwachsenen Nachkommen, die pränatalem oder postnatalem Stress ausgesetzt waren (d. h. in den PPS-, PS-, LS- und PPPS-Gruppen), während bei den Nachkommen exponierter Mütter keine Veränderungen beobachtet wurden zu pränatalem und postnatalem Stress (d. h. PPPLS-, PLS- und PPLS-Gruppen). Nach unserem Kenntnisstand gibt es keine Studien zu den Auswirkungen von perinatalem Stress auf die GR-Expression im Pankreasgewebe. Tierstudien haben jedoch gezeigt, dass die pränatale Verabreichung von Dexamethason in der letzten Schwangerschaftswoche die GR-mRNA-Expression und die Proteinspiegel in Leber, Muskel und Fettgewebe bei erwachsenen Nachkommen erhöhte44 oder verringerte45. In einer anderen Studie an Nachkommen von Mäusen erhöhte die Belastung der Mutter durch Zwangsstress während der Schwangerschaft die GR-Genexpression und die Proteinspiegel im Lebergewebe46. Im Gegensatz dazu haben Brunton et al. setzten die Rattenmütter während der späten Trächtigkeitsphase aggressiven Ratten als psychosozialem Stress aus und berichteten über eine Verringerung der GR-mRNA-Expression im Muskelgewebe ihrer erwachsenen Nachkommen41. Die oben genannten Studien zeigten, dass die GR-Expressionsniveaus in verschiedenen peripheren Geweben durch eine ungünstige mütterliche Umgebung verändert wurden. Es scheint, dass eine übermäßige postnatale Pflege (LS-Periode) zu einer erhöhten GR-mRNA- und -Proteinexpression in den PPS-, PS-, LS- und PPPS-Gruppen führen könnte. Diesbezüglich deuten Studien darauf hin, dass das Ausmaß der GR-Expression vom Ausmaß der mütterlichen Fürsorge abhängt47. Andererseits deuten neuere Erkenntnisse auf eine Beteiligung der epigenetischen Modifikationen (Methylierung/Demethylierung) hin, die durch frühe Lebensumstände in den spezifischen Promotoren des GR-Gens induziert wurden. Diese epigenetischen Modifikationen könnten die Programmierung der GR-Genexpression dauerhaft verändern. Allerdings haben wir in dieser Untersuchung die epigenetische Programmierung von GR in der Bauchspeicheldrüse der Nachkommen nicht untersucht.

Unsere Studie zeigte auch, dass Nachkommen, die vorgeburtlichem Stress ausgesetzt waren (d. h. in den PPS-, PS- und PPPS-Gruppen), einen deutlichen Anstieg der Bip-, Chop- und WFS1-Protein- und mRNA-Spiegel sowohl im Pankreasgewebe als auch im extrahierten ER aufwiesen, es wurde jedoch keine Veränderung beobachtet Insulinsekretion und Insulingehalt der isolierten Pankreasinseln als Reaktion auf basale (5,6 mM) und hohe (16,7 mM) Glukosekonzentrationen in diesen Gruppen. Andererseits kam es bei Nachkommen, die pränatalem und postnatalem Stress ausgesetzt waren (d. h. in PPPLS-, PLS-, PPLS- und LS-Gruppen), zu einem geringfügigen Anstieg der Bip-, Chop- und WFS1-Proteinspiegel im extrahierten ER der Bauchspeicheldrüse, und diese Veränderungen gingen mit dem einher erhöhte Insulinsekretion und Insulingehalt der isolierten Pankreasinseln als Reaktion auf basale und hohe Glukosekonzentrationen. Die aktuelle Studie hat ergeben, dass eine kurze Exposition gegenüber niedrig dosiertem endogenem Corticosteron bei 12 Wochen alten C57BL6-Mäusen ER-Stress über den Glucocorticoidrezeptor verursachte und die Spiegel von Bip, XBP1 und ATF6 sowohl auf mRNA- als auch auf Proteinebene in Makrophagenzellen direkt erhöhte Eine längere Exposition gegenüber einer höheren Dosis hatte keinen Einfluss auf die Makrophagenfunktion15. Andere Studien zeigten, dass die Exposition gegenüber Prednisolon eine GR-vermittelte Beeinträchtigung der ER-Homöostase hervorrief, die zu einer erhöhten Aktivierung der UPR-Signalwege, einer Hemmung der Insulinbiosynthese und einer glukosestimulierten Insulinsekretion in den INS-1E-Zellen führte14. In der vorherigen Studie wurde berichtet, dass WFS1 ein in die ER-Membran eingebettetes Protein ist, das unter ER-Stress hochreguliert werden kann und auch eine wesentliche Rolle bei der Insulinexpression und -sekretion spielt. Beispielsweise wurde in einer Studie berichtet, dass die Exposition gegenüber ER-Stressinduktoren (Thapsigargin und Dithiothreitol) zu einem Anstieg der WFS1-mRNA- und -Proteinspiegel in der β-Zelllinie MIN6 der Maus führte49. Eine kürzlich von Damien Abreu durchgeführte Studie zeigte, dass Defekte von WFS1 in vivo und in vitro zu ER-Stress und verringerter Insulinsekretion und -gehalt als Reaktion auf Glukose führten und die Chop-Trib3-Achse bei WFS1-Knockout-Mäusen auslösten.50 Den oben genannten Erkenntnissen zufolge Die meisten Studien zu ER-Stressmarkern wurden an menschlichen und tierischen Zelllinien durchgeführt, und auch WFS1-Genstudien wurden hauptsächlich in ausgeschalteten Tiermodellen durchgeführt. In unserer Studie wurde zum ersten Mal die Funktion von WFS1 und UPR bei Nachkommen speziell im aus der Bauchspeicheldrüse extrahierten ER untersucht. Unsere Ergebnisse zeigten, dass mütterlicher Stress zu einer Beeinträchtigung des WFS1-Expressionsniveaus und seiner Funktion als Regulator der ER-Kalziumkanalaktivität bei Nachkommen führen kann, was die Ursache für eine Beeinträchtigung der Insulinsekretion und des Insulingehalts im späteren Leben sein kann. In Übereinstimmung mit diesen Erkenntnissen berichtete Kakiuch, dass WFS1 in neuronalen Zellen einen Komplex mit ER-Chaperon-Glukose-reguliertem Protein 94 (GRP94) bildet. Daher kann eine Herunterregulierung von GRP94 die Menge an GRP94-freiem WFS1 erhöhen, was zu einer Verbesserung der WFS1-Funktion führt51. Die Studien an Menschen und Tiermodellen haben gezeigt, dass die Exposition der Mutter gegenüber synthetischen Glukokortikoiden während der Schwangerschaft zu epigenetischen Veränderungen in der DNA der Nachkommen führen kann, was zu Programmänderungen und dauerhaften Auswirkungen auf die Expression einiger Gene führt52. Daher ist es in der vorliegenden Studie möglich, dass perinataler Stress epigenetische Veränderungen im UPR-Signalweg in den Pankreasinseln der Nachkommen verursachte, was weiterer Untersuchung bedarf. In einer aktuellen Studie wurde jedoch erstmals die Auswirkung perinataler Stressbelastung auf die Methylierung von CpG-Inseln in Promotorregionen für das WFS1-Gen untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass perinataler Stress in verschiedenen Studiengruppen keinen Einfluss auf den DNA-Methylierungsgrad des WFS1-Gens hatte. Mittlerweile gibt es umfangreiche Belege dafür, dass ein Teil der Auswirkungen negativer Erfahrungen in der kritischen Phase des Lebens die Genexpression von Corticosteron verändert47. Somit scheint es, dass in den PPS-, PS- und PPPS-Gruppen die erhöhten Spiegel des Plasma-Corticosterons und die pankreatische Expression von mRNA und Protein von GR zu einer GR-vermittelten Beeinträchtigung der ER-Homöostase beitragen könnten, also wahrscheinlich der Komplex zwischen WFS1 und ER-Chaperon wurde stärker und WFS1 blieb im ER, um die ER-Homöostase aufrechtzuerhalten oder wiederherzustellen, was in diesen gestressten Gruppen zu Störungen im Glukosestoffwechsel führte. Die histologische Analyse auf Gewebeebene ergab, dass WFS1 nicht nur im ER, sondern auch in sekretorischen Granula exprimiert wurde, um die Ansäuerung und Reifung des Insulinproteins in β-Zellen der Bauchspeicheldrüse der Maus zu regulieren53.

In dieser Studie wurde den Dämmen während der Belastung (für 60 Minuten) zwangsläufig Wasser und Nahrung entzogen. Es ist zu beachten, dass Wasser- und Nahrungsmangel ebenfalls als Stressfaktor angesehen wird und in vielen Studien, die das Paradigma des variablen Stresses verwenden, als einer der Stressfaktoren angesehen wird54,55. Wie oben erwähnt, ist Wasser- und Nahrungsmangel ein unvermeidliches Thema in unserer Studie. Berücksichtigt man jedoch, dass die Tiere während der Lichtphase Stress ausgesetzt waren, in der die Tiere in Bezug auf die Nahrungsaufnahme nicht aktiv sind56, und auch in Anbetracht dessen, dass diese Art von Stressfaktor einen psychologischen Aspekt hat, wie andere in dieser Studie verwendete Stressfaktoren, nämlich Wasser und Nahrungsentzug hat möglicherweise keine tiefgreifende negative Auswirkung auf die Ergebnisse. Darüber hinaus wurden früheren Studien zufolge die männlichen Nachkommen vom Absetzen an bis zum Ende des Experiments in gleichgeschlechtlichen Gruppen von drei Tieren pro Käfig gehalten57, wodurch ein Anpassungszustand zwischen Rattentieren hergestellt und das Verhalten der Tiere überwacht wurde. Bei Ratten gab es keinen Dominanzzustand, der die Studienergebnisse beeinflusst hätte. Die Nahrungsaufnahme wurde durch Berechnung der Differenz zwischen der festgelegten Futtermenge und der nach 24 Stunden verbleibenden Menge gemessen. Diese Menge wurde dann durch 3 geteilt und als Nahrungsaufnahme für jedes Tier betrachtet, da es keinen signifikanten Unterschied zwischen dem Körpergewicht der Tiere gab und daher die Auswirkung der Nahrungskonkurrenz zwischen den Tieren auf die Stoffwechselveränderungen möglicherweise schwach ist. Basierend auf den Ergebnissen der vorliegenden Studie scheint es, dass die wahrscheinliche Intensivierung der mütterlichen Fürsorge während der Stillzeit die Auswirkungen von mütterlichem Stress auf die Nachkommen verringern könnte.58,59 Daher wurden stressbedingte Veränderungen im Stoffwechselsystem der Nachkommen hauptsächlich während der Zeit vor der Schwangerschaft beobachtet und Schwangerschaftsperioden. Diese Ergebnisse zeigten die Auswirkung der mütterlichen Fürsorge auf das Niveau der Genexpression im Stoffwechsel- und neuroendokrinen System der Nachkommen, was weiterer Untersuchung bedarf9,60,61. Die Daten der vorliegenden Studie liefern neue Erkenntnisse über die Auswirkungen von WFS1 auf die Glukose-Insulin-Homöostase, insbesondere im Zusammenhang mit Stress in kritischen Entwicklungsphasen. Daher liefern diese Ergebnisse Motivation für weitere Forschungsstudien und auch therapeutische Ansätze, die auf WFS1 als Behandlung abzielen stressbedingte Stoffwechselstörungen im späteren Leben.

Die Ergebnisse der aktuellen Untersuchung zeigten, dass pränataler mütterlicher Stress den Glukosestoffwechsel bei erwachsenen männlichen Rattennachkommen durch die Induktion von ER-Stress und die erhöhte Pankreas-GR-Expression sowie eine erhöhte Pankreas-extrahierte ER-WFS1-Proteinexpression beeinflusste. Dies wiederum führte zu einer Beeinträchtigung der durch Glukose stimulierten Insulinsekretion und des Insulingehalts. Diese Veränderungen scheinen kompensatorische Reaktionen zur Aufrechterhaltung der ER-Homöostase zu sein.

Basierend auf den Ergebnissen dieser Studie werden folgende Vorschläge gemacht: Untersuchung der epigenetischen Veränderungen des Glukokortikoidrezeptors im Bauchspeicheldrüsengewebe, Beurteilung des intrazellulären Ca2+-Spiegels im Bauchspeicheldrüsengewebe, Bestimmung der Spiegel apoptotischer Faktoren, die durch die UPR-Signalwege im Bauchspeicheldrüsengewebe reguliert werden relativ zum Tod der Betazellen der Bauchspeicheldrüse.

Männliche und weibliche Wistar-Ratten (10–12 Wochen alt, 200–250 g) wurden in einem temperaturkontrollierten Raum (22 ± 2 °C) mit einem 12:12-Stunden-Licht-Dunkel-Zyklus gehalten und ihr Futter (Standardpellets, Pars Company, Teheran, Iran) enthielt 2 g % Sojaöl, was 4,75 % Kcal als Fett lieferte; 17,5 g % Protein, was 18,48 % Kcal lieferte; 72,72 g % Kohlenhydrate, die 76,77 % Kcal lieferten, und Wasser wurden nach Belieben bereitgestellt (bemerkenswert ist, dass den Versuchsgruppen an den Testtagen Nahrung und Wasser entzogen wurden). Die Paarung erfolgte über Nacht mit zwei Weibchen und einem Männchen in einem Käfig. Die Trächtigkeit wurde anhand des Vorhandenseins von Spermien im Vaginalabstrich am nächsten Morgen bestätigt und als Trächtigkeitstag 0 (GD0) betrachtet. Die Methoden der vorliegenden Studie wurden in Übereinstimmung mit den ARRIVE-Richtlinien62 beschrieben. Alle experimentellen Verfahren wurden gemäß der zuvor veröffentlichten Richtlinie für die Pflege und Verwendung von Labortieren (NIH-Veröffentlichung Nr. 85-23, überarbeitet 1996) durchgeführt und von der Ethikkommission des Physiologie-Forschungszentrums der Medizinischen Universität Tabriz, Tabriz, genehmigt , Iran (IR.TBZMED.REC.1397.336) und Ethikkommission der Shahid Beheshti University of Medical Sciences, Teheran, Iran (IR.SBMU.MSP.REC.1400.300).

Mutterratten wurden den Versuchsgruppen bestehend aus sieben Stressgruppen und einer Kontrollgruppe zugeordnet. Die Muttertiere wurden an 21 aufeinanderfolgenden Tagen vor der Paarung (während der Zeit vor der Trächtigkeit) oder/und während der Trächtigkeits- und Laktationsperiode unterschiedlichem Stress ausgesetzt. Nach der Geburt wurden die Welpen jeder Gruppe bei ihren Müttern gehalten. Tabelle 1 zeigt die Wurfgröße, den Prozentsatz männlicher Welpen pro Wurf und die Todesfälle in jeder Gruppe. Alle Experimente wurden am 64. postnatalen Tag (PND) durchgeführt (28 Ratten/Gruppe). Abbildung 9 zeigt den experimentellen Aufbau dieser Studie.

Versuchsabläufe im Verlauf des Experiments.

Nach der ersten und letzten Stressexposition wurden Blutproben von Muttertieren und Nachkommen (PND-1 und PND-21) mithilfe der Retroorbitalpunktion-Methode entnommen, um den Plasma-Corticosteronspiegel zu messen. Sie wurden mit PND-23 entwöhnt, dann die männlichen Jungen jedes Wurfs (Es gibt geschlechtsspezifische Unterschiede im Auftreten von Stoffwechselstörungen im Vergleich zu den Weibchen, und Männchen sind anfälliger für Stoffwechselstörungen, die durch Umwelteinflüsse hervorgerufen werden63, daher wurden in dieser Studie männliche Rattennachkommen untersucht um die Stoffwechselstörungen aufgrund von mütterlichem Stress anzuzeigen) wurden nach dem Zufallsprinzip entsprechend dem mütterlichen Stress wie folgt in acht Gruppen eingeteilt: CTRL-Gruppe; die Nachkommen von Kontrollmüttern, die keinem Stress ausgesetzt waren, PPPLS-Gruppe; die Nachkommen von Müttern, die während der Vorschwangerschafts-, Schwangerschafts- und Stillzeit Stress ausgesetzt waren, PPS-Gruppe; die Nachkommen von Müttern, die in der Zeit vor der Schwangerschaft Stress ausgesetzt waren, PS-Gruppe; die Nachkommen von Müttern, die während der Schwangerschaft Stress ausgesetzt waren, LS-Gruppe; die Nachkommen von Müttern, die während der Stillzeit Stress ausgesetzt waren, PPPS-Gruppe; die Nachkommen von Müttern, die während der Vorschwangerschaft und in der Schwangerschaft Stress ausgesetzt waren, PLS-Gruppe; die Nachkommen von Müttern, die während der Schwangerschaft und Stillzeit Stress ausgesetzt waren, PPLS-Gruppe; die Nachkommen von Müttern, die in der Vorschwangerschafts- und Stillzeit Stress ausgesetzt waren. Vom Absetzen an wurden die männlichen Nachkommen getrennt gehalten (drei pro Käfig) und hatten bis zum Versuchstag freien Zugang zu einer normalen Ernährung. Im jungen Erwachsenenalter (PND-64) wurden den Nachkommen aller Studiengruppen nach einer Nüchternheit über Nacht Blutproben entnommen, um den Plasmaglukose- und Insulinspiegel sowie die HOMA-IR- und Matsuda-Indizes zu messen, anschließend wurde ein oraler Glukosetoleranztest (OGTT) durchgeführt. wurde durchgeführt. Schließlich wurden die Tiere enthauptet, um ihre Bauchspeicheldrüse zu entfernen, um die Inselisolierung und die Beurteilung der glukosestimulierten Insulinsekretion zusammen mit dem Insulingehalt, den WFS1-, Bip-, Chop- und GR-mRNA- und -Proteinspiegeln sowie der DNA-Methylierung des WFS1-Gens und des WFS1 durchzuführen , Bip- und Chop-Proteinspiegel des rauen endoplasmatischen Retikulums.

Die Muttertiere unterschiedlicher Belastungsgruppen wurden entsprechend ihrer Gruppierung in bestimmten Zeiträumen unterschiedlichem Stress ausgesetzt. Das Paradigma des variablen Stresses wurde verwendet, um eine mögliche Gewöhnung an einen wiederholten homotypischen (gleichen) Stressor zu verhindern. Die Stressoren wurden während des Lichtzyklus zu verschiedenen Tageszeiten (8–10 Uhr oder 14–16 Uhr) angewendet. Es ist bekannt, dass alle verwendeten Stressfaktoren bei männlichen Ratten endokrine Reaktionen hervorrufen. Da die Dauer der Stressbelastung in dieser Studie außerdem lang war (3 Wochen vor der Trächtigkeit, 3 Wochen in der Trächtigkeit und 3 Wochen in der Stillzeit), haben wir psychischen Stress unterschiedlicher Intensität angewendet, den das Muttertier tolerieren kann und das sich auch nicht anpasst dazu. Die Stressoren waren wie folgt: (1) transparenter Plexiglaszylinder (9,5 × 20 cm, 60 Minuten); (2) Drahtgeflecht-Rückhalter (4 × 8 cm, 60 Min.); (3) decapiCone Restrainer (kleine Plastiktüte mit einem Loch am Ende, durch das nur der Kopf der Ratte passt, 60 Minuten); (4) sozialer Stress (die Tiere in einen neuen Käfig mit unbekannten Tieren bringen, 60 Minuten); (5) Schwimmstress (transparenter Tank, 18 × 40 cm, enthält 12 cm Wasser, 23 ± 2 °C, 15 Minuten); (6) Schütteln (hohe Geschwindigkeit, 20 Minuten); (7) Nip-Tail (1/3 Tail-Terminal, 10 Min.); (8) Helles Licht (dreimal, 100-W-Lampe, 10 Min.)54,64,65.

Nach der ersten und letzten Stressexposition wurden Blutproben von Muttertieren und auch von erwachsenen Nachkommen jeder Gruppe auf PND64 mithilfe der Retroorbitalpunktionsmethode entnommen. Die Nachkommen wurden auf PND1 enthauptet und ihr Stammblut wurde gesammelt. Bei allen Blutentnahmen wurde Blut nach einer Anästhesie mit Isofluran (6,5 ml/l/kg Isofluran/Exsikkatorvolumen/Körpergewicht der Ratte) (Baxter, USA)66 nach Fasten über Nacht entnommen. Die Blutproben wurden in heparinisierten (5000 IE/ml, Caspian Tamin, Rasht, Iran, 10 µl/ml) Mikroröhrchen gesammelt und 10 Minuten lang bei 664 × g und 4 °C zentrifugiert. Anschließend wurde das Plasma bis zur Corticosteronmessung bei –80 °C gelagert. Die Plasmaspiegel von Corticosteron wurden mit dem Ratten-Corticosteron-ELISA-Kit (ZellBio GmbH, Ulm, Deutschland) gemessen. (Mindestnachweis: 0,9 nmol/l). Die Intra-Assay-Variationskoeffizienten (CVs) betrugen 6,4 %.

Nach dem Fasten über Nacht auf PND64 wurde erwachsenen Ratten per oraler Sonde ein Bolus Glukoselösung (20 % in destilliertem Wasser, 2 g/kg Körpergewicht) (Merck, Deutschland) verabreicht und Blutproben wurden bei 30, 60 und 120 gesammelt min nach der Glukosebelastung, um die Plasmaglukose- und Insulinkonzentrationen zu bewerten67. Die Plasmaglukose- und Insulinspiegel wurden unter Verwendung der Glucoseoxidase-Methode (Pars Azmoon Co., Teheran, Iran) bzw. der enzymgebundenen Immunosorbens-Assay-Methode (Ratteninsulin-ELISA-Kit; ZellBio GmbH, Ulm, Deutschland) bestimmt. (Mindestnachweis: 1 mg/dl bzw. 0,1 mIU/L). Die Intra-Assay-Variationskoeffizienten (CVs) betrugen 2,1 % bzw. 5,1 %.

Die Insulinresistenz wurde im nüchternen Zustand durch Berechnung der Homöostase-Modellbewertung gemäß der folgenden Formel beurteilt:

HOMA-IR = Nüchternglukose (mmol/l) * Nüchterninsulin (µU/ml)/22,5

Die Insulinsensitivität wurde unter Verwendung aller GTT-Zeitpunkte nach der folgenden Formel berechnet:

ISI (Matsuda) = 10.000 /√ [(Gfasting × Ifasting) × (GOGTT-Mittelwert × IOGTT-Mittelwert)]

Dabei ist Gfasting die Nüchtern-Plasmaglukose ausgedrückt in mg/dl, IFasten die Nüchtern-Plasmainsulin ausgedrückt in μU/ml, der GOGTT-Mittelwert ist die mittlere Plasmaglukosekonzentration nach der Glukosebelastung und der IOGTT-Mittelwert ist die mittlere Insulinkonzentration nach der Glukosebelastung68.

Die Inselisolierung wurde mit der Kollagenasetechnik von Lacy und Kostianovsky (1967)69 mit geringfügiger Modifikation70 durchgeführt (siehe Einzelheiten in der ergänzenden Methode).

Die durch Glukose stimulierte Insulinsekretion und der Insulingehalt wurden bei 5,6 und 16,7 mM Glukosekonzentrationen70 bewertet (siehe Einzelheiten in der ergänzenden Methode).

Raue Vesikel, die aus RER von Pankreaszellen der Ratte stammen, wurden mit der leicht modifizierten Methode71 extrahiert, die von Kan et al. beschrieben wurde. (1992). Kurz gesagt, die Ratten jeder Gruppe (8 Ratten/Gruppe) wurden mit Isofluran betäubt und enthauptet. Dann wurden ihre Bauchspeicheldrüsen entfernt und in 30 ml einer eiskalten Saccharoselösung (0,25 M) bei 630,8 × g unter Verwendung eines elektrischen Potter-Homogenisators (Potter-Elvehjem-Homogenisator, Iran) homogenisiert. Das Homogenat wurde dann durch einen chirurgischen Filter aus Baumwollgewebe filtriert. Durch Zugabe von eiskalter Saccharoselösung (0,25 M) erreichte das Homogenat ein Volumen von 60 ml und es wurde 13 Minuten lang bei 1881,33 × g zentrifugiert. Anschließend wurde der Überstand 14 Minuten lang bei 4957,87 × g und 67 Minuten lang bei 7923,73 × g bei 4 °C (Beckman-Modell J-21B, USA) zentrifugiert. Das Pellet wurde in 9 ml eiskalter Saccharose (2 M) gelöst und zur manuellen Homogenisierung 20–25 Mal in einen Glashomogenisator überführt. Anschließend wurde die erhaltene Suspension 67 Minuten lang bei 12.129,07 × g unter Saccharose-Gradientenbedingungen (einschließlich 1 M und 2 M Saccharoselösung) zentrifugiert und das resultierende Pellet in 20 ml Saccharose-Imidazol-Pyrophosphat (0,25 mM Saccharose, 3 mM Imidazol, 0,5 mM Na-Pyrophosphat). Anschließend wurde 47 Minuten lang bei 8941,87 × g zentrifugiert und dreimal wiederholt. Schließlich wurde das resultierende Pellet (RER-Vesikel) in 1 ml Saccharose-Imidazol (0,25 mM Saccharose, 3 mM Imidazol) in einer Endkonzentration von 7 mg/ml gelöst und in 10-µl-Aliquots, pH 7,4, bei –80 °C gelagert verwendet werden.

Die Proteingehalte wurden durch Western Blot analysiert (siehe Einzelheiten in der ergänzenden Methode). In dieser Studie wurden die folgenden primären Antikörper verwendet; WFS1#26110; St. John's Laboratory, Bip #21685; Abcam, Chop #11419; Abcam, GR #223138; Abcam, β-Actin #8226; Abcam, Calnexin #22595; Abcam.

Um die mRNA-Spiegel von Bip, Chop, WFS1 und GR im Pankreasgewebe zu bestimmen, wurde die Methode der quantitativen Echtzeit-PCR (QRT-PCR) verwendet. Die Primersequenzen sind in Tabelle 2 aufgeführt (siehe Einzelheiten in der Ergänzungsmethode).

Zur Beurteilung der Methylierungsunterschiede an bestimmten CpG-Stellen des WFS1-Gens wurde eine methylierungsspezifische PCR (MSP)-Methode basierend auf der Bisulfitbehandlung von DNA72 durchgeführt.

Genomische DNA aus Pankreasgewebe wurde mit der Phenol-Chloroform-Methode extrahiert. Kurz gesagt, 300 μl Lysepuffer (enthaltend: Saccharose, 0,32 M; Tris, 10 mM; MgCl2, 5 mM; und SDS, 1 %) wurden dem Gewebe zugesetzt und 20 Minuten bei 40 °C inkubiert, dann 300 μl davon Phenollösung und Chloroform wurden zugegeben. Nach 5-minütiger Zentrifugation bei 1770,67 × g wurde der Überstand in ein sauberes Röhrchen mit 0,3 M Acetatnatrium und absolutem Alkohol (Merck, Deutschland) überführt. Anschließend wurde die DNA-Lösung 2 Stunden lang bei –20 °C inkubiert. Nach einem weiteren Zentrifugationsschritt (30 min bei 2877,3 × g) und Zugabe von 100 μL 70 % EtOH wurde das DNA-Röhrchen luftgetrocknet und in 30 μL ddH2O resuspendiert. Die Konzentration und Reinheit der DNA wurden mit einem Nano-Tropfenspektrophotometer (Thermo Fisher Scientific, USA) bestimmt. Die DNA wurde mit Bisulfit unter Verwendung des EpiTect Bisulfit Conversion Kit (QIAGEN) gemäß dem Protokoll des Herstellers modifiziert. Kurz gesagt, 500 ng DNA (500 ng/ml) wurden mit 85 µL Bisulfit-Mischung und 35 µL DNA-Schutzpuffer gemischt und mit nukleasefreiem Wasser auf ein Volumen von 140 µL eingestellt. Die folgenden Zyklusbedingungen wurden verwendet: 95 °C für 5 Minuten, 60 °C für 25 Sekunden, 95 °C für 5 Minuten, 60 °C für 85 Minuten, 95 °C für 5 Minuten und 60 °C für 175 Minuten. Anschließend wurde die modifizierte DNA wiederholt mit Puffern (BW, BD, BL und EB) gewaschen und anschließend 1 Minute lang bei 2656 × g zentrifugiert und schließlich bei –20 °C gelagert.

Methylierte (M) und unmethylierte (U) Sätze von Primerpaaren für MSP wurden mit der Meth Primer-Software entworfen, die Primersequenzen sind in Tabelle 3 aufgeführt. Die Amplifikationsbedingungen waren 95 °C für 5 Minuten (anfängliche Denaturierung), gefolgt von 40 Zyklen von 95 °C für 30 s (Denaturierung), 58 °C für 30 s (Annealing), 72 °C für 30 s (Verlängerung); und 7 Minuten als letzte Verlängerung bei 72 °C. Alle PCR-Reaktionen wurden mit einem BIOER Thermal Cycler 9500 (Hangzhou Bioer Technology Co., Ltd., Binjiang, China) durchgeführt. PCR-Produkte wurden durch Elektrophorese auf 2 % Agarosegelen aufgetrennt. Um den Methylierungsgrad des WFS1-Gens zu bestimmen, wurde die Image J-Software verwendet und die Intensität der Banden bewertet.

Die Daten wurden als Mittelwert ± Standardfehler des Mittelwerts (SEM) angezeigt. Eine einseitige Varianzanalyse (ANOVA) (unter Berücksichtigung von Stress als unabhängigem Faktor) und eine zweiseitige ANOVA mit wiederholten Messungen (unter Berücksichtigung von Zeit als wiederholtem Faktor und Stress als unabhängigem Faktor) wurden je nach Bedarf durchgeführt und von einem Tukey-Post gefolgt Hoc-Test mit dem GraphPad Prism-Programmpaket (Version 6). Als Signifikanzniveau wurde ein P-Wert unter 0,05 angesehen.

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Die in diesem Artikel beschriebenen Ergebnisse waren Teil einer Doktorarbeit und wurden durch ein Stipendium des Zentrums für angewandte Arzneimittelforschung der Medizinischen Universität Täbris (Stipendium Nr. 60218) und ein Stipendium der Forschungsabteilung der Medizinischen Fakultät der Shahid-Beheshti-Universität unterstützt Medizinische Wissenschaften (Stipendium Nr. 27310).

Abteilung für Physiologie, Medizinische Fakultät, Medizinische Universität Täbris, Postfach: 5166614756, Täbris, Iran

Mina Salimi & Rana Keyhanmanesh

Abteilung für Physiologie, School of Medicine, Shahid Beheshti University of Medical Sciences, Postfach: 19615-1178, Teheran, Iran

Farzaneh Eskandari, Fateme Binayi, Afsaneh Eliassi und Homeira Zardooz

Forschungszentrum für Neurophysiologie, Medizinische Universität Shahid Beheshti, Teheran, Iran

Afsaneh Eliassi & Homeira Zardooz

Forschungszentrum für Zell- und Molekularbiologie, Shahid Beheshti University of Medical Sciences, Teheran, Iran

Hossein Ghanbarian und Mohamad Eftekhary

Zentrum für zelluläre und molekulare endokrine Forschung, Forschungsinstitut für endokrine Wissenschaften, Medizinische Universität Shahid Beheshti, Teheran, Iran

Mehdi Hedayati

Forschungszentrum für Elektrophysiologie, Institut für Neurowissenschaften, Medizinische Universität Teheran, Teheran, Iran

Javad Fahanik-babaei

Zentrum für angewandte Arzneimittelforschung, Medizinische Universität Täbris, Täbris, Iran

Rana Keyhanmanesh

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MS: Untersuchung, Schreiben – Originalentwurf, Validierung, formale Analyse, Methodik, Datenkuration, Schreiben – Überprüfung und Bearbeitung; FE und FB: Untersuchung; AE, HG, MH, JFB und ME: Methodik, Validierung; RK: Aufsicht, Ressourcen, Schreiben, Überprüfen und Lektorieren, Projektverwaltung, Finanzierungsakquise; HZ: Konzeptualisierung, Methodik, Ressourcen, Datenkuration, Validierung, Schreiben – Überprüfung und Bearbeitung, Projektverwaltung, Überwachung, Finanzierungseinwerbung.

Korrespondenz mit Rana Keyhanmanesh oder Homeira Zardooz.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Salimi, M., Eskandari, F., Binayi, F. et al. Mütterlicher Stress verursachte Stress im endoplasmatischen Retikulum und beeinträchtigte die Insulinsekretion der Pankreasinseln über die Hochregulierung des Glukokortikoidrezeptors bei erwachsenen männlichen Rattennachkommen. Sci Rep 12, 12552 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-16621-5

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Eingegangen: 26. Februar 2022

Angenommen: 12. Juli 2022

Veröffentlicht: 22. Juli 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-16621-5

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