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地塞米松在临床上广泛用于具有早产风险的孕妇,可有效预防和（或）治疗早产儿的支气管肺发育不良。然而,孕期使用地塞米松具有“双刃剑”效应。流行病学和动物实验表明,孕期地塞米松暴露（prenatal dexamethasone exposure,PDE）不仅会导致子代低出生体重、同时还会诱发多器官发育毒性及成年后多种代谢性疾病易感性增加,其中包括胰腺功能异常和糖耐量减弱。胰腺是机体唯一分泌降血糖激素胰岛素的器官,在糖稳态调节中发挥了至关重要的作用。胰腺的发育和功能成熟主要在宫内时期完成,研究证实,不良宫内环境可影响胚胎胰腺发育和功能,最终诱发成年子代胰岛素合成分泌功能低下和糖耐量减弱。然而,有关PDE所致子代出生前、后胰腺β细胞发育和功能变化及其对成年糖代谢的影响尚无系统报道,且宫内编程机制仍不明确。目的:本研究旨在观察PDE对雌性子代大鼠出生前、后胰岛β细胞发育及功能的影响,并探究潜在的宫内编程机制。方法:孕鼠分为对照组、孕期地塞米松暴露小剂量组[PDE（L）]和孕期地塞米松暴露大剂量组[PDE（H）]。分别于孕（gestational day,GD）9～20天皮下注射等体积生理盐水,地塞米松0.2和0.8 mg/kg.d。部分孕鼠于GD20日麻醉处死,取雌性胎鼠称重后收集胎血和胰腺组织。另一部分PDE（L）组孕鼠待自然分娩后,正常饮食饲养雌性子代并记录体重和计算增长率。出生后（postnatal week,PW）26和27周分别行腹腔注射糖耐量实验（intra-peritoneal glucose tolerance test,IPGTT）和胰岛素耐量实验（insulin tolerance test,ITT）。PW28麻醉处死后收集血浆和胰腺组织。生化技术检测子代大鼠血糖浓度;酶联免疫吸附分析（enzyme-linked immuno sorbent assay,ELISA）测定血胰岛素水平;免疫组化（immunohistochemistry,IHC）技术检测胰腺β细胞胰岛素蛋白表达,并计算β细胞与胰腺面积比值;透射电镜（transmission electron microscope,TEM）观察胰腺β细胞超微结构变化;实时定量PCR技术检测胎胰腺基因的m RNA表达,包括:胰岛素基因1/2（insulin 1/2,Ins-1/2）、糖皮质激素受体（glucocorticoid receptor,GR）、组蛋白去乙酰化酶2（histone deacetylase 2,HDAC2）和血管紧张素Ⅱ-2型受体（angiotensin II receptor type 2,AT2R）等;Western blotting检测胰腺GR、HDAC2和AT2R蛋白表达;染色质免疫共沉淀（chromatin immunoprecipitation,CHIP）检测出生前、后子代胰腺AT2R启动子区组蛋白3赖氨酸9乙酰化（histone 3 lysine 9 acetylation,H3K9ac）、H3K14ac和H3K27ac水平变化。采用不同浓度地塞米松（0、4、20、100 n M）处理大鼠胰岛素瘤细胞系INS-1细胞。MTS检测细胞活性;PCR、Western blotting和ELISA分别检测GR、HDAC2、AT2R和胰岛素功能基因的m RNA和蛋白表达;免疫共沉淀（Co-Immunoprecipitation,CO-IP）检测GR和HDAC2之间相互作用;CHIP检测AT2R启动子区乙酰化水平。进一步在100 n M地塞米松处理的INS-1细胞模型上,分别给予GR抑制剂米非司酮（RU486）、HDAC非特异性抑制剂曲古霉素A（trichostatin A,TSA）或构建AT2R过表达质粒并转染,检测下游相关指标的表达变化情况。结果:（1）宫内时期:与对照组相比,PDE（L）和PDE（H）组胎鼠出生体重降低（P<0.01）,且血胰岛素水平显著降低（P<0.01）;形态计量学分析显示,PDE（H）组胰腺重量呈降低趋势（P=0.06）、β细胞比例虽无统计学改变,但β细胞质量降低（P<0.05）,β细胞质量与体重比值呈降低趋势;电镜结果显示,PDE（H）组β细胞内胰岛素分泌颗粒数目明显减少。PDE（L）组胰岛素发育及功能相关基因Pdx-1、Pax-4、Nkx2.2、Neurod1、Isl-1、Ins-1和Ins-2的m RNA表达明显降低（P<0.01）;胰腺AT2R的基因和蛋白水平表达降低（P<0.01,P<0.05）,且AT2R启动子区H3K14ac和H3K27ac明显降低（P<0.01,P<0.05）。进一步发现,PDE（L）组胰腺GR基因及其蛋白入核增加（P<0.01,P<0.05）,组蛋白乙酰化酶HDAC2的基因和蛋白水平表达升高（P<0.01,P<0.05）。（2）出生后:与对照组相比,PDE（L）组雌性子代大鼠PW1时体重降低（P<0.01）;断奶后（PW4）至PW28时段内绝对体重降低,但体重增长率升高（P<0.01）。PDE（L）组PW28空腹血糖水平显著升高（P<0.01）;予葡萄糖负荷后,PDE（L）组15 min血糖百分比明显升高（P<0.01）且曲线下面积（area under the curve,AUC）呈增加趋势（P<0.1）;予胰岛素负荷后,PDE（L）组15、30和60min血糖百分比明显下降（P<0.01）且曲线下面积AUC明显减少（P<0.01）。同时,PDE（L）组血胰岛素水平显著降低（P<0.05）;形态计量学分析显示,PDE（L）组胰腺重量明显减少（P<0.01）、β细胞比例呈降低趋势（P<0.1）、β细胞质量、β细胞质量/体重及其胰岛素蛋白表达显著降低（P<0.01,P<0.05）。进一步发现,PDE（L）组胰腺AT2R蛋白表达降低（P<0.01）,且AT2R启动子区H3K9ac、H3K14ac和H3K27ac明显降低（P<0.05）。（3）细胞实验:与对照组相比,地塞米松可浓度依赖性降低细胞上清的胰岛素含量（P<0.05）,同时升高GR和HDAC2的基因和蛋白表达而降低AT2R基因和蛋白表达（P<0.01,P<0.05）以及胰岛素基因及蛋白表达（P<0.01,P<0.05）。GR和HDAC2之间存在蛋白相互作用。在100 n M地塞米松处理的INS-1细胞上,AT2R启动子区仅H3K27位点乙酰化水平降低（P<0.05）,进一步分别给予GR抑制剂RU486、HDAC2抑制剂TSA、过表达AT2R后发现,地塞米松所致GR/HDAC2/AT2R信号相应的下游指标及AT2R启动子区H3K27位点乙酰化改变被逆转。结论:在整体动物和细胞水平首次证实PDE可致雌性子代胎胰岛β细胞数目减少及胰岛素合成功能抑制,其分子机制为地塞米松通过激活GR招募HDAC2,引起AT2R启动子区H3K27ac水平降低和表达抑制有关。PDE所致的雌性子代胰岛β细胞数目减少及胰岛素合成功能抑制,可从宫内一直延续至出生后,最终导致成年期糖耐量减低和糖尿病易感,其机制可能与低H3K27ac参与的AT2R低表达编程有关。