Fetale Prägung von Adipositas am Mausmodell


In Zusammenarbeit mit unserer Arbeitsgruppe an der Ludwig-Maximilians-Universität München untersuchen wir an einem Mausmodell die molekularbiologischen Mechanismen und phänotypischen Veränderungen bei den Nachkommen von adipösen Müttern.

Besonderes Interesse wird auf folgende Forschungsschwerpunkte gelegt:

  • Gewichtsverlauf und metabolischer Status von Maus-Nachkommen nach pränataler adipogener Prägung, entweder unter einer hoch- oder normokalorischen Nahrung im weiteren Verlauf des Lebens
  • Aufklärung struktureller Veränderungen stoffwechselrelevanter Organe
  • Bestimmung von Genexpressionsprofilen in Organen von Nachkommen, die einen veränderten Phänotyp aufweisen
  • Analyse epigenetischer Prozesse, die durch eine mütterliche hochkalorische Ernährung in der Schwangerschaft bei den Nachkommen verändert werden (Histonmodifikationen, microRNAs, DNA-Methylierungen)

Auch die rein pränatale Exposition gegenüber einer maternalen hochkalorischen Ernährung hat dauerhafte metabolische und organische Veränderungen bei den Nachkommen zur Folge (Dahlhoff et al., Biochim Biophys Acta 2014). Diese Auswirkungen zeigten sich insbesondere bei den männlichen Nachkommen: Im Erwachsenenalter wiesen sie im Vergleich zur Kontrollgruppe eine gesteigerte Insulinresistenz, ein erhöhtes Körpergewicht und Körperfett als auch eine beginnende Lebersteatose mit Veränderungen im Genexpressionsprofil wichtiger Gene u.a. der de novo Lipogenese auf. Bemerkenswert an diesen Befunden ist, dass die Nachkommen durch den Transfer zu normalgewichtigen Ammen selbst nach der Geburt zu keinem Zeitpunkt einer hochkalorischen Diät ausgesetzt waren. Daraus lässt sich schließen, dass eine ungünstige Ernährung der Mutter in der Schwangerschaft ("nutritiver Hit") ausreicht, um das Risiko von metabolischen Störungen wie Lebersteatose und Typ-2-Diabetes im jungen Erwachsenenalter signifikant zu erhöhen.

 
                             Schematische Darstellung des Mausmodells zur pränatalen Prägung von Adipositas
 

Inwieweit nicht nur die Ernährung, sondern auch die Fettsäurenzusammensetzung in der Nahrung das maternale Milieu beeinflussen, war Gegenstand weiterer Experimente unserer Arbeitsgruppe (Gimpfl et al., Biochim Biophys Acta 2017). Eine hochkalorische Diät mit einem erhöhten Anteil an mittelkettigen und einem verminderten Verhältnis von langkettigen n-6 zu n-3 Fettsäuren hatte für die schwangeren Muttertiere deutliche Vorteile gegenüber einer hochkalorischen Diät mit einem erhöhten Anteil gesättigter Fettsäuren. Obwohl die Energieassimilation beider Gruppen nahezu gleich war, fanden sich in der maternalen Interventionsgruppe neben Verminderungen des Körpergewichts, der Adipozytengröße und der hepatischen Fetteinlagerung auch Veränderungen auf Genexpressionsebene. Dies führte zur Hypothese, dass allein die Fettsäurenqualität der maternalen Nahrung ein entscheidender Faktor für die Gesundheit der Nachkommen sein könnte.

Aktuell werden die Nachkommen dieser Muttertiere untersucht, um die Effekte des veränderten Fettsäurenprofils in der maternalen Ernährung auf die kindliche Adipozytenentwicklung zu analysieren. 

Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine diätetische Intervention in der Schwangerschaft einen vielversprechenden Ansatz liefern kann, um das Risiko von Übergewicht und Adipositas sowohl für die Mütter als auch für deren Nachkommen bereits früh im Leben zu reduzieren.

 

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