Abstract
Abstract in English, Russian Elevated leptin in pregnant mice improves metabolism in offspring fed high-calorie diet and its influence may be sex-specific. Molecular mechanisms mediating leptin programming action are unknown. We aimed to investigate programming actions of maternal leptin on the signaling function of the placenta and fetal liver and on adaptation to high-calorie diet in male and female offspring. Female C57BL/6J mice received leptin injections in mid-pregnancy. Gene expression was assessed in placentas and in the fetal brain and liver at the end of pregnancy. Metabolic parameters and gene expression in the liver, brown fat and hypothalamus were assessed in adult male and female offspring that had consumed sweet and fatty diet (SFD: chow, lard, sweet biscuits) for 2 weeks. Females had lower blood levels of leptin, glucose, triglycerides and cholesterol than males. Consuming SFD, females had increased Ucp1 expression in brown fat, while males had accumulated fat, decreased blood triglycerides and liver Fasn expression. Leptin administration to mothers increased Igf1 and Dnmt3b expression in fetal liver, decreased post-weaning growth rate, and increased hypothalamic Crh expression in response to SFD in both sexes. Only in male offspring this administration decreased expression of Fasn and Gck in the mature liver, increased fat mass, blood levels of glucose, triglycerides and cholesterol and Dmnt3a expression in the fetal liver. The results suggest that the influence of maternal leptin on the expression of genes encoding growth factors and DNA methyltransferases in the fetal liver may mediate its programming effect on offspring metabolic phenotypes. Повышенный уровень лептина в период беременности у самок мышей оказывает благоприятное действие на метаболические показатели их зрелого потомства при потреблении последним высококалорийной пищи, и это влияние может зависеть от пола. Молекулярные механизмы, опосредующие программирующее действие лептина, неизвестны. Целью представленной работы было изучение программирующего действия материнского лептина на сигнальную функцию плацент и печени плодов, а также на адаптацию к высококалорийной диете у потомства в зависимости от пола. Самкам мышей линии C57BL/6J вводили лептин в середине беременности. В конце беременности в плацентах, мозге и печени плодов оценивали экспрессию генов. У взрослого потомства обоего пола оценивали метаболические показатели и экспрессию генов в печени, буром жире и гипоталамусе после двухнедельного потребления стандартной либо сладко-жирной диеты (СЖД: гранулы стандартного корма, сало, сладкое печенье). У самок наблюдался более низкий уровень лептина, глюкозы, триглицеридов и холестерина в крови, чем у самцов. Потребление СЖД увеличивало экспрессию гена Ucp1 в буром жире у самок, тогда как у самцов накапливался жир, снижались уровень триглицеридов в крови и экспрессия гена Fasn в печени. Введение лептина матерям увеличивало экспрессию генов Igf1 и Dnmt3b в печени плодов, снижало скорость роста после отъема от матери и повышало экспрессию Crh в гипоталамусе в ответ на СЖД у взрослых потомков обоих полов. Только у самцов введение лептина матерям снижало экспрессию генов Fasn и Gck в печени, увеличивало жировую массу, уровни глюкозы, триглицеридов и холестерина в крови, а также экспрессию гена Dmnt3a в печени плодов. Полученные результаты позволяют предположить, что влияние материнского лептина на экспрессию генов, кодирующих факторы роста и ДНК- метилтрансферазы в печени плодов, может опосредовать его программирующий эффект на метаболический фенотип потомства.