调整母体膳食叶酸或胆碱的水平以研究缺乏对后代健康结果的影响

摘要

该方案描述了在怀孕前减少雌性小鼠膳食中叶酸或胆碱摄入量的方法，目的是调查母体饮食对后代健康结果的影响。

摘要

孕期和哺乳期的母体营养在后代的神经发育中起着重要作用。以叶酸和胆碱以及其他 B 族维生素为中心的一碳 （1C） 代谢在发育中的胎儿神经管闭合过程中起着关键作用。然而，这些孕产妇在怀孕期间营养缺乏对出生后后代健康结果的影响仍然相对不确定。此外，母亲饮食中叶酸或胆碱的缺乏可能会影响后代的其他健康结果——使其成为一个有价值的模型。该方案旨在概述通过饮食调整诱导雌性小鼠 1C 代谢缺陷的程序。雌性在断奶时节食，直到 2 个月大，交配前 4-6 周，并在整个怀孕和哺乳期间保持节食。这些雌性的后代可以评估其健康结果。雌性可以多次使用以产生后代，并且可以收集雌性的组织以测量 1C 代谢物测量。该方案概述了如何诱导母体膳食中叶酸或胆碱的缺乏以研究后代的健康结果。

引言

孕期和哺乳期的母体营养在后代发育中起着至关重要的作用。一碳 （1C） 代谢是一个关键的代谢网络，它将营养信号与生物合成、氧化还原稳态和表观遗传学相结合。叶酸和胆碱是 1C 的核心成分，在神经管的闭合中起重要作用。广泛建议女性在育龄期补充叶酸和胆碱¹。虽然叶酸在胎儿发育中的关键作用已明确，但所涉及的潜在机制仍不清楚。建议育龄妇女在怀孕前服用叶酸，因为神经管的关闭发生在妊娠早期²。缺乏叶酸或 1C 的其他成分（如胆碱）的孕妇由于对核苷酸合成和妊娠早期所需的其他过程的高需求，生下患有神经管缺陷的后代的几率更高³。

缺乏 1C 代谢摄入量的母体饮食对后代健康结果的长期影响知之甚少。我们实验室和其他实验室的研究表明，使用临床前模型，缺乏叶酸或胆碱的母体饮食确实会影响缺血性中风后后代的健康结果 ^4,5,6。母体饮食的影响也已在临床研究中得到证明，其中描述了较小的脑容量和甲基化水平的改变⁷。健康与疾病的发育起源 （DOHaD） 理论表明，前瞻性慢性疾病在子宫内被编程

研究方案

该方案获得批准，并且所有动物受试者均按照中西部大学机构动物护理和使用委员会（方案 2983）的指导方针使用。本研究使用 2 个月大的雌性 C57BL/6J 小鼠 （体重，~20 g）。一般来说，育龄雌性小鼠可以使用¹⁰.为确保避免垫料影响，每种饮食需要使用多只雌性¹¹。材料 表中列出了研究中使用的试剂和设备的详细信息。

1. 实验准备

1. 从商业啮齿动物食品制造商处获得叶酸或胆碱缺乏的饮食。请参阅 表 1 了解微量和宏营养素的详细列表，包括缺乏饮食所需的叶酸或胆碱的确切量。
   注意：还需要订购相应的控制饮食; 详情如表 1 所示。这些饮食基于 AIN93G，含有啮齿动物的推荐营养素¹⁰。
2. 与制造商合作，确定饮食的颜色，因为这有助于在实验研究期间分配正确的饮食。这项研究使用绿色表示叶酸缺乏饮食，黄色表示胆碱，白色表示对照饮食。它们都很容易区分。
   注意：对用水量没有限制。水中不含任何叶酸、胆碱或其他 1C 代谢物。

2. 诱导叶酸或胆碱膳食缺乏

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讨论

在研究实验室实施该协议期间，研究人员在开始实验之前需要考虑几个重要注意事项。首先，在日粮生产中，在实验研究开始之前，需要有足够的交货时间来生产日粮。交货时间可能因公司而异，并且还需要考虑饮食的运输。处于育龄期 （~2-2.5 个月大） 的雌性小鼠可以在交配前 ^4,6,14 周进行饮食 ^4,6,14。以前的研究只使用了 C5.......

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
1.5 mL tubes	Eppendorf
C57BL/6 Female Mice	Charles River	27	Mice can be bred in house as well.
Choline Deficient Diet	Envigo	TD.06119
Control Diet	Envigo	TD.190790
EDTA tubes
Folic Acid Deficient Diet	Envigo	TD.01546
GraphPad prism			https://www.graphpad.com/features
Housing for rodents	Lab Products, LLC	One CageVentilated Racks & Cages
Liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS)	SCIEX, Framingham, MA	5500 QTrap
Ultra-performance liquid chromatography (UPLC)	Shimadzu, Columbia, MD, USA	Nexera