Η επίδραση της εμβρυϊκής υπολειπόμενης αύξησης (FGR) στην πρωτεϊνική σε καρδιές νεογνών επίμυων - Wistar rats

Abstract

Objective: Fetal growth restriction is associated with increased postnatal cardiovascular morbidity. The alterations in heart physiology and structure caused by in utero nutrientdeprivation have not been extensively studied. We aim to investigate the impact of maternalfood restriction on the cardiac proteome of newborn rats with normal (non-fetal growthrestricted(non-FGR)) and reduced (FGR) birth weight.Methods: On day 14 of gestation, 10 timed pregnant rats were randomized into two nutritional groups: (a) Standard laboratory diet and (b) 50% global food restriction. Pups born tofood-restricted mothers were subdivided, based on birthweight, into fetal growth-restricted(FGR) and non-FGR, while pups born from normally nourished mothers were considered controls.Rat neonates were euthanized immediately after birth and the hearts of 11 randomly selectedmale offspring (n = 4 FGR, n = 4 non-FGR, n = 3 control group) were analyzed using quantitative proteomics.Results: In total, 7422 proteins were quantified (q < 0.05). Of these, 1175 were differentially expressed in FGR and 231 in non-FGR offspring vs. control with 151 common differentially expressed proteins (DEPs) between the two groups. Bioinformatics analysis of DEPsin FGR vs. control showed decreased integrin and apelin cardiac fibroblast signaling, decreased muscle contraction and glycolysis, and over-representation of a protein network related to embryonic development, and cell death and survival.Conclusion: Our study illustrates the distinct proteomic profile of FGR and non-FGRoffspring of food-restricted dams underlying the importance of both prenatal adversities andbirth weight in cardiac physiology and development.

Σκοπός: Η εμβρυική υπολειπόμενη αύξηση σχετίζεται με αυξημένη καρδιαγγειακή νοσηρότητα μετά τη γέννηση. Οι αλλαγές στη δομή και τη λειτουργία της καρδιάς ωςαποτέλεσμα των ενδομήτριων βλαπτικών ερεθισμάτων δεν έχει μελετηθεί επαρκώς. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι να μελετήσει την επίδραση της ενδομήτριας στέρησης τροφής στοπρωτέωμα της καρδιάς νεογνών που γεννηθήκαν με μειωμένο βάρος (fetal growth restricted -FGR) και φυσιολογικό (non FGR) βάρος.Μέθοδοι: Τη 14η μέρα κύησης, δέκα θηλυκοί επίμυες τυχαιοποιήθηκαν σε δύο ομάδες:(a) ομάδα με ελεύθερη πρόσβαση σε τροφή και (b) ομάδα με περιορισμένη σίτιση κατά 50%. Τανεογνά που γεννήθηκαν από τις μητέρες που υπέστησαν στέρηση τροφής χωρίστηκαν βάσει τουβάρους γέννησης σε FGR και non-FGR, ενώ τα νεογνά των μητέρων που είχαν ελεύθερη πρόσβαση σε τροφή αποτέλεσαν την ομάδα ελέγχου. Όλα τα νεογνά θυσιάσθηκαν αμέσως μετάτη γέννηση και οι καρδιές από 11 τυχαία επιλεγμένα άρρενα νεογνά (n = 4 FGR, n = 4 non-FGR, n = 3 ομάδα ελέγχου) υπέστησαν ποσοτική πρωτεωμική ανάλυση.Αποτελέσματα: Συνολικά, ποσοτικοποιήθηκαν 7422 πρωτεΐνες (q < 0.05). Από αυτές,1175 υπό ή υπέρ εκφράζονταν στα FGR και 231 στα non-FGR νεογνά σε σχέση με τα νεογνά τηςομάδας ελέγχου, με 151 από αυτές να είναι κοινές σε FGR και non-FGR. Από τη βιοπληροφορική ανάλυση του πρωτεώματος προκύπτει ότι στα FGR νεογνά υποεκφράζεται το σηματοδοτικό μονοπάτι των ιντεγκρινών και της απελίνης, αναστέλλεται η μυϊκή συστολή και η γλυκόλυση και υπεραντιπροσωπεύεται ένα δίκτυο πρωτεϊνών που σχετίζεται με την κυτταρική επιβίωση καιτον κυτταρικό θάνατο.Συμπέρασμα: Η παρούσα μελέτη δείχνει ότι FGR και non-FGR νεογνά έχουν διακριτό πρωτεωμικό προφίλ, κάτι που αποδεικνύει τη σημασία τόσο του ενδομήτριου περιβάλλοντοςόσο και του βάρους γέννησης στη φυσιολογία και την ανάπτυξη της καρδιάς.