Wpływ matczynej diety monosacharydowej na rozwój hipokampa matek i potomstwa.

Zaburzenia psychiczne są globalnym problemem we współczesnym społeczeństwie i dotyczą ludzi bez względu na płeć i wiek. Ostatnie badania podkreślają, że predyspozycje do rozwoju chorób psychicznych mogą być zaprogramowane prenatalnie. Sygnały odżywcze matki mogą determinować epigenetyczną przebudowę genów płodu, a efekty te mogą utrzymywać się przez cały okres rozwoju płodu. Tak więc nadmierne spożycie cukru w czasie ciąży i laktacji może powodować nieprawidłowości płodu i w konsekwencji predysponować potomstwo do chorób w dzieciństwie, a nawet w wieku dorosłym. Obserwacje kliniczne wskazują, że produkty bogate w cukier są pożądane w czasie ciąży i były spożywane w nadmiarze w okresie badania, co sugeruje, że wiele kobiet w okresie rozrodczym jest narażonych na niekorzystne skutki cukrów. Chociaż wpływ diety cukrowej matki na rozwój potomstwa nie był wcześniej badany, zwłaszcza w badaniach klinicznych, dobrze zbadano, że spożycie cukru przez dzieci i młodzież po urodzeniu wywołuje zaburzenia emocjonalne, takie jak stres, lęk, depresja, pamięć i spadek zdolności uczenia się. W kilku badaniach przedklinicznych spożycie cukru lub fruktozy przez matkę w czasie ciąży i laktacji powodowało zachowania lękowe, depresyjne i upośledzenie pamięci u młodych gryzoni. Te emocjonalne zmiany obserwowane na wczesnych etapach życia potomstwa mogą wskazywać na wpływ diety matki na procesy neurorozwojowe, zwłaszcza w obszarach hipokampa. Ta wysoce wrażliwa struktura mózgu na czynniki reagujące na środowisko od dawna jest powiązana z zaburzeniami psychicznymi o charakterze neurorozwojowym. Dieta monosacharydowa matki może modyfikować neurorozwój hipokampa lub plastyczność neuronalną, a w konsekwencji predysponować do zmian w stanie emocjonalnym potomstwa. Projekt ten koncentruje się na badaniu wpływu diety monosacharydowej w czasie ciąży i laktacji na upośledzenie hipokampa matki oraz korelacji między dietą matki a procesami neurogenezy w rozwoju hipokampa u młodych i młodych dorosłych szczurów niespokrewnionych, obu płci. Wyniki tego projektu nie tylko wypełnią lukę badawczą w tym obszarze żywieniowym, dotyczącym wpływu monosacharydów na neurorozwój, ale także poszerzą naszą długotrwałą walidację behawioralną in vivo.
Plan badawczy jest podzielony na cztery cele:
1. Molekularny (RT-qPCR) test ekspresji genów związanych z neurogenezą w brzusznym i grzbietowym hipokampie matek i potomstwa szczurów po okołoporodowej diecie monosacharydowej.
2. Badanie neurochemiczne (ELISA) poziomu białek związanych z rozwojem neurologicznym w brzusznym i grzbietowym hipokampie samic i potomstwa szczurów po diecie monosacharydowej matki.
3. Analiza molekularna (RT-qPCR) i neurochemiczna (ELISA) markerów neurogenezy dorosłych osobników w brzusznym i grzbietowym hipokampie samic po diecie monosacharydowej.
4. Korelacja między ekspresją markerów rozwoju neurologicznego ex vivo w brzusznym i grzbietowym hipokampie a potwierdzonymi in vivo zaburzeniami emocjonalnymi u potomstwa. W analizie molekularnej i neurochemicznej planujemy użyć brzusznej i grzbietowej tkanki mózgowej hipokampa matek i dwóch naiwnych, niespokrewnionych kohort potomstwa szczurów rasy Wistar po matczynej glukozie, fruktozie lub standardowej diecie w czasie ciąży i laktacji, wygenerowanych w naszym poprzednim długotrwałym teście przesiewowym behawioralnym in vivo. Matki po laktacji oraz potomstwo szczurów w wieku młodzieńczym i młodym dorosłym zostały uśmiercone bez znieczulenia, a brzuszny i grzbietowy hipokamp zostały wypreparowane w niskich temperaturach. Struktury mózgu zostały natychmiast zamrożone na suchym lodzie i przechowywane w temperaturze -80 °C do dalszej analizy. W analizie molekularnej, po ekstrakcji RNA z tkanek, pomiarze stężenia RNA i syntezie cDNA, wybrane wyniki ekspresji względnej (białka włókienek glejowych (GFAP), NeuN (Fox-3), czynnika neurotroficznego pochodzenia mózgowego (BDNF), nestyny (NES) i doublecortyny (DCX)) zostaną wyrażone jako zmiana krotności po RTqPCR. W analizie neurochemicznej, trzy białka z GFAP, NeuN, BDNF, nestyny lub doublecortyny zostaną wybrane po analizie RTqPCR, a poziomy białka w tkankach zostaną zmierzone przy użyciu zestawów ELISA zgodnie z protokołem producenta po przygotowaniu homogenatów w HEPES z koktajlem inhibitorów proteazy i po określeniu stężenia białka. Wyniki umożliwią dalszą eksplorację diety matki w szerszych i bezpośrednich szlakach molekularnych rozwoju neurologicznego potomstwa.