Longitudinal Imaging of Maternal Exercise and Exerkine Effects on Offspring Metabolism

母亲运动的纵向成像和 Exerkine 对后代代谢的影响

基本信息

  • 批准号:
    10726363
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 23.18万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-09-01 至 2026-05-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Project Summary/Abstract Exercise is increasingly being seen as an effective form of therapy against many diseases. Maternal exercise, especially during pregnancy, has long-lasting effects on childhood wellbeing. Part of these beneficial effects come from the secretion of exercise-induced hormones called exerkines. While research into exercise and exerkines as medicines continue to grow, methods to longitudinally quantify exercise efficacy remain to be elucidated. This research builds tools and methods to track exercise efficacy using metabolic imaging. We hypothesize that exercise in mice will result in activation of brown adipose tissue (BAT). This metabolic activation can be detected using hyperpolarized magnetic resonance imaging (HP-MRI). HP-MRI is a cutting- edge metabolic imaging platform that can quantify metabolic flux. HP is a method that increases the sensitivity of non-radioactive, stable carbon-13 labeled molecules, such as [1-13C] pyruvate. This increased sensitivity enables detection of pyruvate conversion to lactate, as well as bicarbonate as surrogate markers of metabolism. Therefore, we hypothesize that HP-MRI will enable non-invasive detection of BAT activation, due to exercise and exerkine exposure. In Aim 1, we longitudinally track BAT activation in a mouse model of exercise using HP-MRI. We pioneer the development of two different HP imaging probes, [1-13C] pyruvate and diethyl-[1-13C]-α-ketoglutarate (DE--KG). We will then compare HP-MRI with gold-standard plasma exerkine measurements, to confirm metabolic activation. In Aim 2, we extend our experiments to use HP-MRI in offspring of exercised mice. Finally, we ask if HP-MRI can detect metabolic changes in offspring challenged with high-fat, high-fructose diets. Taken together, our Aims provide conceptual and technical innovation, pioneering a non-invasive imaging method to study the effects of exercise in pregnant mothers and their offspring. To ensure success, our research team consists of a unique combination of expertise in biochemistry, imaging, and exercise biology. Successful completion of the aims will have a major impact on our understanding of the long term effects of exercise, in both pregnant mothers and their offspring, well into adulthood.
项目概要/摘要 运动越来越被视为治疗许多疾病的有效形式。 尤其是在怀孕期间,对儿童健康产生长期影响。 来自运动诱发的激素(称为运动激素)的分泌,同时研究运动和运动。 随着运动药物的不断增长,纵向量化运动功效的方法仍有待完善 这项研究构建了使用代谢成像跟踪运动功效的工具和方法。 我们发现小鼠的运动会导致棕色脂肪组织(BAT)的激活。 可以使用超极化磁共振成像 (HP-MRI) 来检测激活,HP-MRI 是一种切割技术。 可以量化代谢通量 HP 的边缘代谢成像平台是一种提高灵敏度的方法。 非放射性、稳定的碳 13 标记分子,例如 [1-13C] 丙酮酸盐,这提高了灵敏度。 能够检测丙酮酸转化为乳酸以及碳酸氢盐作为代谢的替代标记。 因此,我们追求 HP-MRI 能够无创检测运动引起的 BAT 激活 和运动暴露。 在目标 1 中,我们使用 HP-MRI 纵向跟踪小鼠运动模型中的 BAT 激活。 开发两种不同的 HP 成像探针:[1-13C]丙酮酸和二乙基-[1-13C]-α-酮戊二酸 (DE-α-KG)。 然后,我们将 HP-MRI 与金标准血浆运动素测量值进行比较,以确认代谢 激活。 在目标 2 中,我们将实验扩展到在运动小鼠的后代中使用 HP-MRI 最后,我们询问 HP-MRI 是否有效。 可以检测受到高脂肪、高果糖饮食挑战的后代的代谢变化。综上所述,我们的目标是。 提供概念和技术创新,开创了一种非侵入性成像方法来研究 怀孕母亲及其后代的锻炼。 为了确保成功,我们的研究团队由生物化学、成像、 目标的成功完成将对我们对运动生物学的理解产生重大影响。 运动对怀孕母亲及其后代的长期影响,直至成年。

项目成果

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