孕期咖啡因暴露導(dǎo)致子代成年雌性大鼠代謝綜合征易感及發(fā)生機(jī)制

裴林國，張酈，鄢友娥，夏利平，徐丹，2，汪暉，2

（1.武漢大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)系，湖北武漢430071；2.發(fā)育源性疾病湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢430071；3.南陽醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)?；A(chǔ)醫(yī)學(xué)部，河南南陽473061）

孕期咖啡因暴露導(dǎo)致子代成年雌性大鼠代謝綜合征易感及發(fā)生機(jī)制

裴林國1，3，張酈1，鄢友娥1，夏利平1，徐丹1，2，汪暉1，2

（1.武漢大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)系，湖北武漢430071；2.發(fā)育源性疾病湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢430071；3.南陽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)部，河南南陽473061）

目的觀察經(jīng)歷出生后早期追趕性生長和后期慢性應(yīng)激的孕期咖啡因暴露（PCE）子代成年雌性大鼠代謝綜合征（MS）的易感現(xiàn)象并探討其發(fā)生機(jī)制。方法Wistar大鼠于孕11 d每天ig給予咖啡因120 mg·kg-1至分娩，子代雌性大鼠4周齡（PW4）～PW24給予高脂飲食，并于PW38～PW40給予2周不可預(yù)知性慢性應(yīng)激，分別檢測血糖及血清促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素、皮質(zhì)酮、胰島素、甘油三酯、總膽固醇、低密度脂蛋白（LDL-C）和高密度脂蛋白（HDL-C）水平。實(shí)時定量PCR技術(shù)檢測腎上腺組織的甾體合成急性調(diào)節(jié)蛋白、P450側(cè)鏈裂解酶、3β-羥類固醇脫氫酶、類固醇11β-羥化酶和類固醇21β-羥化酶，以及肝組織的胰島素受體、胰島素受體底物2和葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體2（GLUT2）mRNA表達(dá)。HE染色觀察腎上腺、胰腺和肝組織形態(tài)。結(jié)果PCE子代雌性大鼠PW1時體質(zhì)量為（10.5±1.0）g，顯著低于對照組（13.9±2.8）g（P＜0.01），這種低體質(zhì)量持續(xù)至PW40（P＜0.05，P＜0.01），但體質(zhì)量增長率在PW4～PW16處于高水平（P＜0.05，P＜0.01）。同時，血糖〔（5.9±0.3）mmol·L-1〕水平和血清胰島素水平〔（100±31）mU·L-1〕、胰島素抵抗指數(shù)（26.3±5.7）和血清LDL-C水平〔（0.55±0.05）mmol·L-1〕及LDL-C/HDL-C比值（0.87±0.11）分別高于對照組〔血糖：（4.3± 0.3）mmol·L-1；血胰島素：（45±4）mU·L-1；胰島素抵抗指數(shù)：8.3±0.9；LDL-C：（0.38±0.04）mmol·L-1；LDL-C/ HDL-C比值∶0.66±0.07〕（P＜0.05，P＜0.01）。PCE組肝組織GLUT2 mRNA表達(dá)低于對照組（P＜0.05）。光鏡下可見，PCE組腎上腺束狀帶變薄，胰腺胰島面積變小，而肝組織形態(tài)無明顯變化。結(jié)論P(yáng)CE子代成年雌性大鼠MS易感性增加，主要表現(xiàn)為以高血糖和高胰島素血癥為特征的胰島素抵抗、脂代謝紊亂、多臟器結(jié)構(gòu)及功能異常，其發(fā)生與下丘腦-垂體-腎上腺軸相關(guān)的宮內(nèi)神經(jīng)內(nèi)分泌代謝編程紊亂有關(guān)。

咖啡因；下丘腦-垂體-腎上腺軸；糖脂代謝；代謝綜合征

咖啡因?qū)冱S嘌呤類生物堿，妊娠婦女?dāng)z入咖啡因的現(xiàn)象普遍存在。孕期咖啡因暴露（prenatal caffeine exposure，PCE）所致宮內(nèi)發(fā)育遲緩（intra?uterine growth retardation，IUGR）的子代，其發(fā)生代謝綜合征（metabolic syndrome，MS）的概率大大增加［1］。MS具有胎兒起源［2］，其發(fā)生發(fā)展不僅與胎兒宮內(nèi)生存環(huán)境有關(guān)，而且還受到出生后高脂飲食和各種慢性刺激的影響，并與年齡增長密切相關(guān)。下丘腦-垂體-腎上腺軸（hypothalamic-pitu?itary-adrenalaxis，HPAA）是機(jī)體神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的重要組成部分，參與調(diào)控應(yīng)激反應(yīng)，并調(diào)節(jié)多種機(jī)體活動。腎上腺如存在發(fā)育不良或者其他原因?qū)е碌慕Y(jié)構(gòu)或功能損傷，特別是甾體合成功能損傷時（主要表現(xiàn)為甾體合成酶表達(dá)異常），HPAA對機(jī)體的調(diào)節(jié)作用將會弱化。血清促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素（adrenocorticotropic-releasing hormone，ACTH）和糖皮質(zhì)激素（glucocorticoid，GC）是評價HPAA功能活性最重要的指標(biāo)，而腎上腺甾體合成酶的表達(dá)用于反映腎上腺GC合成功能［3-4］。本室前期研究發(fā)現(xiàn)，PCE所致IUGR子代成年后MS易感，與宮內(nèi)母源性GC過暴露所致多種器官和組織如肝、胰腺和骨骼肌等糖脂代謝功能改變有關(guān)，并且這種改變能夠延續(xù)到出生后甚至成年，表現(xiàn)為HPAA低基礎(chǔ)活性和高應(yīng)激敏感性，同時伴隨循環(huán)GC水平依賴的外周糖脂代謝表型變化［5-7］。由此，我們提出PCE所致子代MS易感的宮內(nèi)神經(jīng)內(nèi)分泌代謝編程機(jī)制［7］。然而，IUGR子代出生后如經(jīng)歷早期追趕性生長和后期高工作壓力，其成年MS易感性是否增加，至今尚未見報道。本研究采用PCE所致子代成年雌性大鼠IUGR模型，出生后給予高脂飲食（模擬過營養(yǎng)狀態(tài)）并在成年后給予慢性應(yīng)激（模擬高工作壓力），以期觀察PCE子代成年雌性大鼠MS易感現(xiàn)象并探討其發(fā)生機(jī)制，為解析MS的宮內(nèi)起源和后天生活環(huán)境對其發(fā)生發(fā)展的影響，并探尋其早期防治措施提供理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 主要試劑

咖啡因（CAS#58-08-2，美國Sigma公司）；大鼠ACTH試劑盒（北京北方生命科學(xué)技術(shù)研究所）；大鼠皮質(zhì)酮（corticosterone，CORT）ELISA檢測試劑盒（美國R＆D公司）；胰島素ELISA試劑盒（瑞典Mercodia公司）；葡萄糖氧化酶法試劑盒（上海名典生物工程有限公司）；相關(guān)引物及甘油三酯（triglyc?erides，TG）和總膽固醇（totalcholesterol，TCH）試劑盒（上海生工生物工程技術(shù)有限公司）；高密度脂蛋白-膽固醇（high-density lipoprotein-cholesterol，HDL-C）和低密度脂蛋白-膽固醇（low-density lipo?protein-cholesterol，LDL-C）試劑盒（浙江創(chuàng)業(yè)生物有限公司）。逆轉(zhuǎn)錄PCR試劑（大連TaKaRa公司）；Applied Biosystems Step One實(shí)時定量PCR試劑盒（美國Applied Biosystems公司）；其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 動物分組及處理

未孕SPF級Wistar大鼠（雌性：180～220 g；雄性：260～300 g）購于湖北省預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動物中心（合格證號No.2008-0005，中國湖北）。大鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后，于每晚18∶00以雌雄2∶1合籠，次晨陰道分泌物涂片鏡檢見精子者記為孕0天（gestational day 0，GD0）。受孕大鼠隨機(jī)分為對照組和PCE組（每組40只）。從GD11開始PCE組每天ig給予咖啡因120 mg·kg-1至分娩，對照組給予等體積蒸餾水。在GD11～GD20，胎鼠HPAA相關(guān)器官及肝、胰腺等代謝性器官發(fā)育基本成型并具備相應(yīng)功能［8-10］，此時給藥不僅能有效避免早期流產(chǎn)發(fā)生，也可對各器官功能發(fā)育進(jìn)行干預(yù)，為機(jī)制探討提供依據(jù)。本室前期采用咖啡因暴露劑量為每天30，60和120 mg·kg-1，觀察到多項指標(biāo)異常以及良好的量-效關(guān)系［5，7］。為建立典型的IUGR動物模型，本室采用每天120 mg·kg-1的咖啡因暴露量，用于開展PCE所致成年MS及機(jī)制研究，盡管該劑量經(jīng)外推后可能超過臨床孕婦日常咖啡因攝入量的數(shù)倍［6，11］。

受孕大鼠產(chǎn)仔后1天，檢查每窩胎仔，選胎仔數(shù)10～14只、雌雄胎仔數(shù)均＞4只的8窩小鼠納入實(shí)驗(yàn)，并將每窩仔鼠數(shù)量隨機(jī)調(diào)整為8只（雌雄各半），以保證哺乳期均等營養(yǎng)。出生后4周（postnatal 4 weeks，PW4）斷奶，對照組和PCE組仔鼠每窩隨機(jī)取1只雌鼠，分別于PW4～PW24給予高脂飲食，PW38～PW40給予2周不可預(yù)測性慢性應(yīng)激（unpredictable chronic stress，UCS）。每天8∶00 am隨機(jī)給予1種應(yīng)激刺激，包括禁食或禁水24 h、4℃冰水游泳、夾尾1 min、晝夜顛倒、50℃熱應(yīng)激5 min。末次應(yīng)激后3 d，于8∶00 am-10∶00 am處死大鼠，取血并分離血清，迅速分離腎上腺、胰腺和肝組織，4%多聚甲醛溶液固定，其余置于-80℃的冰箱內(nèi)保存?zhèn)溆茫▓D1）。

1.3 體質(zhì)量的測定

仔鼠體質(zhì)量于PW1起每周測定1次，并計算PW1～PW16的體質(zhì)量增長率。PWn體質(zhì)量增長率（%）=（PWn體質(zhì)量-PW1體質(zhì)量）/PW1體質(zhì)量× 100%，n=1～16。

1.4 血生化指標(biāo)檢測

Fig.1 Time schedule of animal experiments from gestational day 0（GD0）to postnatal 40 weeks（PW40）.From GD11，pregnant Wistar rats were ig given daily caffeine at a dose of 120 mg·kg-1untilthe day the rats went into labor.From PW4，the female offspring rats were fed a high-fat diet until PW24.The female offspring rats were then given a normaldiet and subjected to 2 weeks ofunpredictable chronic stress（UCS）between PW38 and PW40.At3 d after the finalexposure to stress，the rats were sacrificed.

采用試劑盒分別檢測大鼠空腹血糖以及血清ACTH、CORT、胰島素、TG、TCH、LDL-C和HDL-C水平。具體操作步驟見相應(yīng)說明書。胰島素抵抗指數(shù)（insulin resistance index，IRI）=空腹血清胰島素濃度（mU·L-1）×空腹血糖濃度（mmol·L-1）÷22.5。

1.5 總RNA提取及實(shí)時定量PCR檢測

取腎上腺和肝組織各30 mg，按RNA-Solv Reagent說明書提取總RNA。測A260nm和A280nm，計算總RNA濃度及純度，調(diào)整總RNA濃度至1 g·L-1。cDNA合成和PCR擴(kuò)增均按試劑盒說明書進(jìn)行。分別檢測腎上腺甾體合成急性調(diào)節(jié)蛋白（steroidogenic acute regulatory protein，StAR）、P450側(cè)鏈裂解酶（P450 side-chain cleavage enzyme，P450scc）、3β-羥類固醇脫氫酶（3β-hydroxysteroid dehydrogenase，3β-HSD）、類固醇11β-羥化酶（steroid 11β-hydroxylase，P450c11）、類固醇21β-羥化酶（steroid 21β-hydroxylase，P450c21）、內(nèi)參甘油醛-3-磷酸脫氫酶（glyceraldehydes3-phos?phate dehydrogenase，GAPDH）及肝組織胰島素受體（insulin receptor，IR）、胰島素受體底物2（insulin receptor substrate 2，IRS2）和葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體2（glucose transporter 2，GLUT2）mRNA表達(dá)。引物及擴(kuò)增條件見表1。以標(biāo)準(zhǔn)品的相對濃度為橫坐標(biāo)，測得各自的Ct值為縱坐標(biāo)得到標(biāo)準(zhǔn)曲線。以2-△△ct表示mRNA表達(dá)水平。

1.6 HE染色觀察腎上腺、胰腺和肝組織形態(tài)變化

隨機(jī)選取每組大鼠的右側(cè)腎上腺、胰腺和肝組織（1 cm3），固定于4%多聚甲醛溶液，常規(guī)制作石蠟切片，經(jīng)HE染色，并在光學(xué)顯微鏡下觀察其形態(tài)變化。

1.7 統(tǒng)計學(xué)分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)以x±s表示，應(yīng)用SPSS 13.0軟件包進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。分別采用雙尾t檢驗(yàn)分析數(shù)據(jù)，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 孕期咖啡因暴露對子代雌性大鼠出生體質(zhì)量及其增長率的影響

圖2A所示，PW1時，PCE組大鼠體質(zhì)量低于對照組（P＜0.01），這種低體質(zhì)量水平持續(xù)至PW40。然而，在PW4～PW16時，PCE組體質(zhì)量增長率高于對照組（P＜0.01，圖2B）。提示PCE組子代發(fā)生IUGR，并且出生后早期在高脂飲食下出現(xiàn)追趕性生長。

Tab.1 Primer sequences and optimal PCR conditions

Fig.2 Effect of prenatal caffeine exposure（PCE）on body mass（A）and gain rate（B）of female offspring rats on high-fat diet.See Fig.1 for the rat treatment.x±s，n=8.＊＊P＜0.01，compared with controlgroup.

2.2 孕期咖啡因暴露對子代成年雌性大鼠血糖以及血清ACTH、CORT、胰島素、TG、TCH、LDL-C和HDL-C的影響

與對照組相比，PCE組血清ACTH和CORT濃度無明顯變化（表2）。PCE組血糖、血清胰島素濃度及IRI較對照組均升高（P＜0.05，P＜0.01，表3）。表4結(jié)果表明，與對照組相比，PCE組LDL-C濃度升高（P＜0.01），但TG，TCH和HDL-C濃度無差異；LDL-C/HDL-C比值升高（P＜0.05），但TG/HDL-C和TCH/HDL-C比值無明顯變化。上述結(jié)果提示，PCE子代成年雌性大鼠經(jīng)歷早期追趕性生長和晚期慢性應(yīng)激后，盡管HPAA活性無改變，但出現(xiàn)以高血糖和高胰島素血癥為特征的胰島素抵抗，并伴有血脂代謝紊亂。

2.3 孕期咖啡因暴露對子代成年雌性大鼠腎上腺甾體合成酶和肝胰島素通路相關(guān)mRNA表達(dá)的影響

如圖3A所示，與對照組比，PCE組雌性子代大鼠腎上腺甾體合成酶（包括StAR，P450scc，3β-HSD，P450c11和P450c21）mRNA表達(dá)無變化。肝胰島素通路相關(guān)基因IR和IRS2 mRNA表達(dá)亦無變化，但GLUT2表達(dá)降低（P＜0.05，圖3B）。

Tab.2 Effect of PCE on serum adrenocorticotropicreleasing hormone(ACTH)and corticosterone (CORT)concentrations in offspring adult female rats on high-fat diet

Tab.3 Effect of PCE on serum glucose，insulin con?centrations and insulin resistance index（IRI）in off?spring adult female rats on high-fat diet

Tab.4 Effect of PCE on serum triglycerides(TG),total cholesterol(TCH),high-density lipoprotein-cholesterol (HDL-C)and low-density lipoprotein-cholesterol(LDL-C) concentrations in offspring adult female rats on highfat diet

2.4 孕期咖啡因暴露對子代成年雌性大鼠腎上腺、胰腺和肝組織形態(tài)的影響

如圖4所示，與對照組相比，PCE雌性成年子代大鼠的腎上腺束狀帶變薄，胰腺胰島面積變小，但肝組織形態(tài)結(jié)構(gòu)無明顯變化。提示PCE組大鼠經(jīng)歷早期追趕性生長和晚期慢性應(yīng)激后，腎上腺和胰腺組織結(jié)構(gòu)出現(xiàn)異常。

Fig.3 Effect of PCE on mRNA expression of steroid synthesis genes and glucose metabolism related genes in livers of offspring adult female rats on highfat diet.See Fig.1 for the rat treatment.x±s，n=8.＊P＜0.05，compared with controlgroup.

Fig.4 Effect of PCE on morphological changes in adrenal gland，pancreas and liver tissues of offspring adult female rats on high-fat diet（HE staining）.See Fig.1 for the rattreatment.Arrows show pancreatic islands.

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)歷早期追趕性生長和后期慢性應(yīng)激的PCE子代雌性成年大鼠MS易感性增加，表現(xiàn)為以高血糖和高胰島素血癥為特征的胰島素抵抗，同時伴有脂代謝紊亂及多臟器（如腎上腺和胰腺）的結(jié)構(gòu)與功能損傷。

MS的病理生理機(jī)制是胰島素抵抗。研究表明，IUGR子代脂肪細(xì)胞膜胰島素受體密度降低，胰島素的抗脂解和脂肪合成能力減弱，易產(chǎn)生胰島素抵抗并誘導(dǎo)MS發(fā)生［13］。而后天的慢性應(yīng)激對高脂飲食引起的MS具有促進(jìn)作用。本室前期研究發(fā)現(xiàn)，PCE雌性成年子代大鼠在正常飲食下，追趕性生長并不明顯，4月齡出現(xiàn)了血TG和TCH水平升高［6］。本研究結(jié)果表明，出生后早期給予高脂飲食后雌性子代大鼠出現(xiàn)了明顯的追趕性生長，并在10月齡出現(xiàn)以高胰島素血癥為特征的胰島素抵抗現(xiàn)象并伴有糖脂代謝紊亂。上述結(jié)果均提示，PCE子代雌性成年大鼠MS相關(guān)疾病的易感性增加。

母源性GC過暴露可致宮內(nèi)子代出生體質(zhì)量下降、HPAA宮內(nèi)發(fā)育不良及出生后功能異常［14］，并遺傳給后代［15］。本室前期研究表明，正常飲食下PCE可導(dǎo)致母源性GC過暴露，子代在出生后4月齡表現(xiàn)為HPAA低基礎(chǔ)活性和高應(yīng)激敏感性，同時伴隨循環(huán)GC水平依賴性的糖、脂代謝功能變化。本研究結(jié)果表明，PW38時給予2周UCS后，盡管雌性成年子代大鼠HPAA活性無改變，但是腎上腺皮質(zhì)部的束狀帶厚度減少。提示雖然宮內(nèi)和出生后一系列不良事件造成了PCE子代成年雌性大鼠腎上腺結(jié)構(gòu)損傷，但在10月齡時其HPAA功能依然能夠代償，其功能接近正常。

已有文獻(xiàn)提示，出生前緩慢生長、出生后快速發(fā)育的生長模式，與其未來生活中的糖不耐受、胰島素抵抗和肥胖等代謝性疾病的發(fā)生存在緊密的聯(lián)系［16］。宮內(nèi)GC過暴露的大鼠與其后天發(fā)生的高血糖和高胰島素血癥密切相關(guān)［17］。本室前期研究表明，PCE所致IUGR胎鼠出現(xiàn)了糖代謝減慢，給予正常飲食至4月齡后基礎(chǔ)狀態(tài)下血糖指標(biāo)無變化，而給予應(yīng)激后升高。本研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，PCE雌性成年子代大鼠血糖和胰島素基礎(chǔ)分泌量均升高，并發(fā)生了高胰島素血癥。據(jù)報道，宮內(nèi)高GC暴露損傷大鼠胰島β細(xì)胞的發(fā)育［18］，導(dǎo)致成年后胰島素分泌不足和敏感性下降，從而引起后期的胰島素抵抗，并造成了糖代謝能力異常［19］。Chang等［20］研究發(fā)現(xiàn)，胰島素抵抗的發(fā)生與胰島素信號通路的紊亂也有關(guān)系，其機(jī)制包括受體前、受體和受體后3個層面的改變［21］。已知IR，IRS2和GLUT2都是胰島素信號通路中重要的基因。本研究結(jié)果表明，PCE雌性成年子代大鼠胰島總面積減少，肝組織IR和IRS2表達(dá)雖無明顯變化而GLUT2降低。提示PCE雌性成年子代大鼠出現(xiàn)的血糖升高及胰島素抵抗的發(fā)生可能與胰腺發(fā)育不良和肝葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)功能降低有關(guān)。

脂代謝紊亂是MS發(fā)生和發(fā)展的中心環(huán)節(jié)。研究報道，TG，TCH，LDL-C和HDL-C是心血管風(fēng)險評估及急性冠心病事件預(yù)測的有效指標(biāo)，HDL-C被譽(yù)為脂質(zhì)代謝的“清道夫”，LDL-C/HDL-C比值也可作為判斷脂代謝疾病發(fā)生和發(fā)展的重要指標(biāo)［22］。本室前期研究表明，PCE所致IUGR胎鼠的脂代謝加快，給予正常飲食至4月齡后，其基礎(chǔ)狀態(tài)下血脂各指標(biāo)均升高［4］。本研究發(fā)現(xiàn)，PCE雌性成年子代大鼠血LDL-C水平及LDL-C/HDL-C比值升高。提示PCE雌性成年子代大鼠的血脂代謝紊亂和代謝性疾病的風(fēng)險增加。

綜上所述，PCE所致的IUGR雌性子代大鼠在經(jīng)歷早期的追趕性生長和后期的慢性應(yīng)激后，在10月齡時以高血糖和高胰島素血癥為特征的胰島素抵抗并伴有糖脂代謝紊亂，提示MS及相關(guān)代謝性疾病的易感。其發(fā)生機(jī)制可能與HPAA相關(guān)的神經(jīng)內(nèi)分泌代謝編程紊亂有關(guān)。本研究結(jié)果為解釋MS的宮內(nèi)起源及后天生活環(huán)境對其易感的影響提供了理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

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Prenatalcaffeine exposure induces high susceptibility to metabolic syndrome in offspring adult female rats and possible mechanism

PEILin-guo1,3,ZHANG Li1,YAN You-e1,XIA Li-ping1,XU Dan1,2,WANG Hui1,2
(1.Department of Pharmacology,Basic MedicalSchool,Wuhan University,Wuhan 430071,China; 2.HubeiProvincialKey Laboratory of Developmentally Originated Disease,Wuhan 430071,China; 3.Basic MedicalCollege of Nanyang MedicalUniversity,Nanyang 473061,China)

OBJECTIVETo observe the increased susceptibility to metabolic syndrome(MS)in offspring adult female rats which experienced prenatal caffeine exposure(PCE)and underwent early postnatalcatch-up growth and late chronic stress,and to explore the underlying mechanism.METHODSStarting from gestationalday 11,pregnant Wistar rats were intragastrically administered with caffeine atthe dose of120 mg·kg-1per day untildelivery.The female offspring rats were fed a high-fatdietfrom postnatal week 4(PW4)to PW24,and then exposed to two weeks of unpredictable chronic stress at PW38-PW40.Blood glucose and serum adrenocorticotropic hormone,corticosterone,insulin,triglycer?ides,totalcholesterol,low-density lipoprotein-cholesterol(LDL-C)and high-density lipoprotein-cholesterol (HDL-C)levels were detected.Meanwhile,the mRNA expression ofadrenalsteroidogenic acute regulatory protein,P450 side-chain cleavage enzyme,3β-hydroxysteroid dehydrogenase,steroid 11β-hydroxy?lase,steroid 21β-hydroxylase,hepatic insulin receptor,insulin receptor substrate 2 and glucose trans?porter 2(GLUT2)were examined by real-time quantitative PCR.The morphological changes of the adrenalgland,pancreas and liver were observed using hematoxylin-eosin staining.RESULTSCompared with controlgroup〔(13.9±2.8)g〕,the body mass of the PCE offspring female rats at PW1〔(10.5±1.0)g〕was significantly lower(P＜0.01),which lasted until PW40(P＜0.05,P＜0.01).However,the gain rate of body mass was higher in the PCE group at PW4-PW16(P＜0.05,P＜0.01).Levels of blood glucose〔(5.9±0.3)mmol·L-1〕and serum insulin〔(100±31)mU·L-1〕,the insulin resistance index(26.3± 5.7),LDL-C〔(0.55±0.05)mmol·L-1〕level and LDL-C/HDL-C ratio(0.87±0.11)were increased compared with(4.3±0.3)mmol·L-1,(45±4)mU·L-1,8.3±0.9,(0.38±0.04)mmol·L-1and 0.66±0.07 in the controlgroup, respectively(P＜0.05,P＜0.01).The mRNA expression of hepatic GLUT2 in the PCE group was lowerthan in the controlgroup(P＜0.05).Furthermore,the thicknesses of the adrenalzona fasciculata was re?duced and the area of pancreatic islets became smaller,but there was no significant change in liver morphology.CONCLUSIONPCE offspring adult female rats display high susceptibility to MS,which is mainly manifested as insulin resistance,characterized by hyperglycemia and hyperinsulinemia,lipid metabolism disorder and structural and functional abnormalities of multiple organs.The mechanism is possibly related to the disorder of hypothalamic-pituitary-adrenalaxis-associated neuroendocrine meta?bolic programming.

caffeine;hypothalamic-pituitary-adrenalaxis;glucose and lipid metabolism;metabolic syndrome

WANG Hui,E-mail:wanghui19@whu.edu.cn,Tel:13627232557

R996，R394.6

：A

：1000-3002-（2017）04-0332-08

10.3867/j.issn.1000-3002.2017.04.006

Foundation item:The project supported by National Natural Science Foundation of China(81220108026);and National Natural Science Foundation of China(81430089)

2016-06-22接受日期：2017-03-28）

（本文編輯：沈海南，喬虹）

國家自然科學(xué)基金（81220108026）；國家自然科學(xué)基金（81430089）

裴林國，男，博士研究生，主要從事發(fā)育源性疾病研究；汪暉，女，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事發(fā)育源性疾病研究。

汪暉，E-mail：wanghui19@whu.edu.cn，Tel：13627232557