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高脂肪食誘発性肥満が交配マウスと外交マウスの卵母細胞ミトコンドリア機能に及ぼす影響の違い。
Differential effects of high fat diet-induced obesity on oocyte mitochondrial functions in inbred and outbred mice.
PMID: 32555236 PMCID: PMC7299992. DOI: 10.1038/s41598-020-66702-6.
抄録
母体の肥満は、卵子の質の低下と不妊を引き起こす可能性があります。ここではミトコンドリア機能障害が中心的な役割を果たしており、これらの経路を研究するためには、多くの場合、近交配マウスモデルが使用されています。我々は、マウスの遺伝的背景が高脂肪食（HFD）誘発肥満の卵子の質への影響に影響を与える可能性があるという仮説を立てた。我々は、13wのためのHFDを与えた後、近交系C57BL/6（B6）と外交系スイス株を比較した。HFDマウスは、体重増加、高コレステロール血症、および両方の系統で増加した卵球脂質滴（LD）の蓄積を持っていた。LDの分布は株に依存していた。スイスのマウスの卵母細胞では、HFDは有意にミトコンドリア内膜電位（MMP）、活性酸素種濃度、ミトコンドリア超構造異常（46.4％）、および小胞体（ER）の膨らみを増加させ、スイスのコントロール（P < 0.05）と比較してmtDNAのコピー数を減少させた。驚くべきことに、B6コントロールの卵母細胞は、スイスのコントロールと比較して細胞ストレスの兆候を示した（P < 0.05）; ERと酸化ストレスマーカーの遺伝子発現のアップレギュレート、高いミトコンドリアの超構造異常（48.6％）とERの腫れ。その結果、B6卵母細胞の品質にHFDの影響は9％高いミトコンドリアの異常、およびB6コントロール（P > 0.1）と比較して、MMPとストレスマークには何の相加的効果と、あまり明らかではなかった。興味深いことに、B6-HFDの卵母細胞のmtDNAは、欠陥のマイトファジーを示唆して増加した。結論として、我々は遺伝的背景や近親交配が卵母細胞のミトコンドリア機能に影響を与える可能性があり、卵母細胞の品質にHFDの影響に影響を与える可能性があるという証拠を示しています。これらの結果は、選択し、人間のアプリケーションに外挿する前に、異なるマウスモデルから得られたデータを解釈するときに意識を作成する必要があります。
Maternal obesity can cause reduced oocyte quality and subfertility. Mitochondrial dysfunction plays a central role here, and most often inbred mouse models are used to study these pathways. We hypothesized that the mouse genetic background can influence the impact of high fat diet (HFD)-induced obesity on oocyte quality. We compared the inbred C57BL/6 (B6) and the outbred Swiss strains after feeding a HFD for 13w. HFD-mice had increased body weight gain, hypercholesterolemia, and increased oocyte lipid droplet (LD) accumulation in both strains. LD distribution was strain-dependent. In Swiss mouse oocytes, HFD significantly increased mitochondrial inner membrane potential (MMP), reactive oxygen species concentrations, mitochondrial ultrastructural abnormalities (by 46.4%), and endoplasmic reticulum (ER) swelling, and decreased mtDNA copy numbers compared with Swiss controls (P < 0.05). Surprisingly, B6-control oocytes exhibited signs of cellular stress compared to the Swiss controls (P < 0.05); upregulated gene expression of ER- and oxidative stress markers, high mitochondrial ultrastructural abnormalities (48.6%) and ER swelling. Consequently, the HFD impact on B6 oocyte quality was less obvious, with 9% higher mitochondrial abnormalities, and no additive effect on MMP and stress marks compared to B6 control (P > 0.1). Interestingly, mtDNA in B6-HFD oocytes was increased suggesting defective mitophagy. In conclusion, we show evidence that the genetic background or inbreeding can affect mitochondrial functions in oocytes and may influence the impact of HFD on oocyte quality. These results should create awareness when choosing and interpreting data obtained from different mouse models before extrapolating to human applications.