Insulin resistance can be compensated by increased functional pancreatic β-cell mass; otherwise, diabetes ensues. Such compensation depends not only on environmental and genetic factors but also on the baseline β-cell mass from which the expansion originates.Little is known about assembly of a baseline β-cell mass in humans. Here, we examined formation of β-cell populations relative to other pancreatic islet cell types and associated neurons throughout the normal human lifespan.Human pancreatic sections derived from normal cadavers aged 24 wk premature to 72 yr were examined by immunofluorescence. Insulin, glucagon, and somatostatin were used as markers for β-, α-, and δ-cells, respectively. Cytokeratin-19 marked ductal cells, Ki67 cell proliferation, and Tuj1 (neuronal class III β-tubulin) marked neurons.Most β-cell neogenesis was observed preterm with a burst of β-cell proliferation peaking within the first 2 yr of life. Thereafter, little indication of β-cell growth was observed. Postnatal proliferation of α- and δ-cells was rarely seen, but a wave of ductal cell proliferation was found mostly associated with exocrine cell expansion. The β-cell to α-cell ratio doubled neonatally, reflecting increased growth of β-cells, but during childhood, there was a 7-fold change in the β-cell to δ-cell ratio, reflecting an additional loss of δ-cells. A close association of neurons to pancreatic islets was noted developmentally and retained throughout adulthood. Negligible neuronal association to exocrine pancreas was observed.Human baseline β-cell population and appropriate association with other islet cell types is established before 5 yr of age.

Abstract Human milk is the recommended nutrient source for newborns. The mammary gland comprises multiple cell types including epithelial cells and adipocytes. The contributions of mammary adipocytes to breast milk composition and the intersections between mammary nutrient sensing and milk lipids are not fully understood. A major nutrient sensor in most tissues is the mechanistic target of rapamycin 1 (mTORC1). To assess the role of excess nutrient sensing on mammary gland structure, function, milk composition, and offspring weights, we used an Adiponectin-Cre driven Tsc1 knockout model of adipocyte mTORC1 hyperactivation. Our results show that the knockout dams have higher milk fat contributing to higher milk caloric density and heavier offspring weight during lactation. Additionally, milk of knockout dams displayed a lower percentage of saturated fatty acids, higher percentage of monounsaturated fatty acids, and a lower milk ω6: ω3 ratio driven by increases in docosahexaenoic acid (DHA). Mammary gland gene expression analyses identified changes in eicosanoid metabolism, adaptive immune function, and contractile gene expression. Together, these results suggest a novel role of adipocyte mTORC1 in mammary gland function and morphology, milk composition, and offspring growth.

Abstract The timing of food intake is a novel dietary component that can impact health. Time-restricted feeding (TRF), a form of intermittent fasting, manipulates food timing. During pregnancy, one may experience disruptions to food intake for diverse reasons (e.g. nausea and vomiting of pregnancy, food insecurity, desire to manage gestational weight gain, disordered eating behaviors, changes in taste and food preferences, etc) and therefore may experience periods of intentional or unintentional fasting similar to TRF protocols. Because interest in TRF is gaining popularity and feeding may be interrupted in those who are pregnant, it is important to understand the long-term effects of TRF during pregnancy on the resultant offspring. Using a mouse model, we tested the effects of gestational exposure to early TRF (eTRF) over the life course of both male and female offspring. Offspring body composition was similar between experimental groups in both males and females from weaning (day 21) to adulthood (day 70), with minor increases in food intake in eTRF females and improved glucose tolerance in males. After 10 weeks of high fat, high sucrose diet feeding, male eTRF offspring were more sensitive to insulin but developed glucose intolerance with impaired insulin secretion. As such, gestational eTRF causes sex-specific deleterious effects on glucose homeostasis after chronic high fat, high sucrose diet feeding in male offspring. Further studies are needed to determine the effect gestational eTRF has on the male pancreas as well as to elucidate the mechanisms that protect females from this metabolic dysfunction.

Abstract Growth differentiation factor-15 (GDF15) increases in circulation during pregnancy and has been implicated in food intake, weight loss, complications of pregnancy, and metabolic illness. We used a Gdf15 knockout mouse model ( Gdf15 -/- ) to assess the role of GDF15 in body weight regulation and food intake during pregnancy. We found that Gdf15 -/- dams consumed a similar amount of food and gained comparable weight during the course of pregnancy compared to Gdf15 +/+ dams. Insulin sensitivity on gestational day 16.5 was also similar between genotypes. In the postnatal period, litter size, and survival rates were similar between genotypes. There was a modest reduction in birth weight of Gdf15 -/- pups, but this difference was no longer evident postnatal day 3.5 to 14.5. We observed no detectable differences in milk volume production or milk fat percentage. These data suggest that GDF15 is dispensable for changes in food intake, and body weight as well as insulin sensitivity during pregnancy in a mouse model.