Transgenerational epigenetic inheritance of diabetes risk as a consequence of early nutritional imbalances

Abstract

Conference on 'Diet, gene regulation and metabolic disease' Symposium 3: Nutrition, epigenetics and the fetal origins of metabolic disease In today's world, there is an unprecedented rise in the prevalence of chronic metabolic diseases, including obesity, insulin resistance and type 2 diabetes (T2D). The pathogenesis of T2D includes both genetic and environmental factors, such as excessive energy intake and physical inactivity. It has recently been suggested that environmental factors experienced during early stages of development, including the intrauterine and neonatal periods, might play a major role in predisposing individuals to T2D. Furthermore, several studies have shown that such early environmental conditions might even contribute to disease risk in further generations. In this review, we summarise recent data describing how parental nutrition during development increases the risk of diabetes in the offspring. We also discuss the potential mechanisms underlying transgenerational inheritance of metabolic disease, with particular emphasis on epigenetic mechanisms.

Epigenetics and obesity cardiomyopathy: From pathophysiology to prevention and management

“…Not surprisingly, epigenetic factors such as DNA methylation and chromatin modifications during gestation may contribute to diverse plasticity including oral clefts, congenital heart defects, neural tube defects, autism spectrum disorder, allergies and cancer (Barua & Junaid, 2015). Along the same line, environmental factors experienced during early stages of development, including the intrauterine and neonatal periods, are believed to predispose individuals to the elevated prevalence of metabolic diseases such as obesity, insulin resistance and type 2 diabetes (Jimenez-Chillaron et al, 2016).…”

Non-genetic Transgenerational Inheritance of Acquired Traits in Drosophila

“…[42]). Thus, nutrition has been studied extensively regarding TEI of diabetes and other metabolic disorders across various animal models [14,[46][47][48]. Metabolic dysfunctions are often measured through development and glucose/insulin homeostasis after nutritional or dietary interventions including overnutrition, high-fat, low-protein (LP), and high-sugar (HS) diets.…”

Kazanilmiş Epi̇geneti̇k Deği̇şi̇kli̇kleri̇n Kalitimi Ve Hastaliklara Yatkinliktaki̇ Rolü

“…Sıçanlarda yapılan bir çalışmada, paternal yüksek yağlı diyet ile beslenme sonucunda, dişi yavrularda insulin düzenlenmesi ve glukoz metabolizması ile ilişkili genlerin ifadelerinde kontrol grubuna göre anlamlı farklılıklar tespit edilmiştir (30). Düşük protein diyeti ile beslenen erkek farelerin hem dişi hem de erkek yavrularının karaciğerlerinde lipit ve kolesterol metabolizması ile ilişkili bazı genlerin ifadesinin belirgin şekilde değiştiği saptanmıştır (30). Prediyabetik fare modelinde, yüksek yağlı diyetle beslenen erkek farelerin spermlerinde oluşan metilasyon değişikliklerinin transjenerasyonel olarak F2 yavrularına aktarıldığı ve yavrularda glukoz intoleransı ve insulin direnci oluştuğu gösterilmiştir (31).…”

“…Hamile dişi farelerde yüksek yağlı diyet uygulamasının, sonraki iki jenerasyonda boy artışı ve insülin direncine neden olduğu gösterilmiştir (34). Hamilelik döneminde yetersiz beslenmeye maruz kalan farelerin F1 ve F2 yavrularında, düşük doğum ağırlığı, glukoz intoleransı ve obezite gelişimi rapor edilmiştir (30). Düşük protein diyeti uygulanan dişi sıçanların F1 ve F2 yavrularında yüksek kan basıncı, endotel bozukluklar (35), insülin direncinde artış ve organ ağırlıklarında belirgin azalma saptanmıştır.…”

“…Düşük protein diyeti uygulanan dişi sıçanların F1 ve F2 yavrularında yüksek kan basıncı, endotel bozukluklar (35), insülin direncinde artış ve organ ağırlıklarında belirgin azalma saptanmıştır. Ayrıca başka bir çalışmada, maternal düşük protein diyetinin glukoz/insulin metabolizmasında bozukluklarına neden olduğu ve bu durumun F3 jenerasyonuna kadar aktarıldığı tespit edilmiştir (30). iii.…”