母體糖尿病對胎兒心臟發育的影響

先天性心臟病(CHD)是最常見的出生缺陷。即使在護理方面取得了顯著進展，它仍然是嬰兒非傳染性死亡的主要原因。

冠心病是遺傳和非遺傳或“環境”因素相互作用的結果。正如美國心臟協會(American Heart Association)最近在《循環》(Circulation)雜誌上發表的一份科學聲明中所總結的那樣，基因貢獻者的定義越來越明確，而環境因素是一個重要的研究領域。這些環境因素之一是母親的高血糖。在最近發表在《出生缺陷研究》(Birth Defects Research)雜誌上的一篇綜述中，維杜·加格(地地學小分隊成員)和瑪杜米塔·巴蘇(Madhumita Basu)博士對孕婦糖尿病的影響以及在這一背景下潛在的基因-環境影響對胎兒心臟發育的影響進行了“科學現狀”研究。

“許多流行病學研究已經證明，母親患糖尿病與受影響母親所生嬰兒患冠心病風險增加之間存在很強的相關性，”全美兒童醫院(Nationwide Children’s Hospital)研究機構心血管研究中心(Center for Cardiovascular Research)主任加格博士說。“很多因素，包括糖尿病類型、其他環境影響以及某些潛在的遺傳傾向，都可能影響冠心病亞型的發展。”

例如，1型和2型糖尿病與特定的冠心病亞型有關。1型糖尿病母親所生的嬰兒與軀幹畸形和房室間隔缺損的關係更大。2型糖尿病母親所生的孩子發生異源性和左心室流出道梗阻性畸形的風險最高。這兩種類型的母親糖尿病也增加了嬰兒患其他類型冠心病的風險，包括右心室流出道梗阻性畸形和房室間隔缺損，儘管風險較低。

胎兒暴露於母體糖尿病的妊娠年齡也很重要。妊娠前和妊娠前三個月的母體糖尿病與胎兒的糖尿病胚胎病有關，糖尿病胚胎病影響心臟、大血管和神經管。當孕婦糖尿病在妊娠後期發生時，與胎兒巨大兒、心肌病、圍生期併發症及死亡率增高有關。

糖尿病是一種複雜的疾病，其代謝中多種成分的異常穩態最終導致整體代謝綜合徵。儘管如此複雜，高血糖已被確定為所有糖尿病的原發性畸胎瘤。母體高血糖究竟是如何導致嬰兒出生缺陷的還不清楚。

心血管研究中心Garg實驗室的研究助理教授Basu博士說:“我們和其他人正在積極研究母體葡萄糖水平變化導致先天性心臟缺陷的潛在分子機制。”“我們懷疑這種基因-環境的相互作用與胎兒心臟中特定的表觀遺傳過程的失調有關。”

根據綜述，目前的證據指出了以下過程和途徑:

• 活性氧(ROS)介導的心臟形態發生作用

信號通路的改變對心臟發育至關重要，包括Wnt, Notch在轉錄和轉譯水平，以應對母親的高血糖和相關的氧化應激

母體糖尿病環境中細胞型特異性表觀遺傳景觀的潛在變化。

“我們認為，母體糖尿病最終會影響胎兒發育過程中基因表達的水平，”加格博士說。

“通過新的高通量基因組技術，梳理出在高血糖狀態下心臟發育過程中的細胞和分子變化是可能的，”他補充說。“這樣做將使我們能夠機械地定義這些擾動，甚至可以精確到單細胞水平。”

解開這些細胞秘密，為降低胎兒患冠心病風險的潛在干預措施打開了大門。

Basu博士說:“最終，我們希望將這些發現轉化為對母親和她們的孩子進行環境風險因素篩查，以檢測心臟調節基因的遺傳變異。”“我們預測，這些基因變異將成為高危人群(如孕婦糖尿病患者)罹患冠心病的風險因素。”