Дефіцит нейропептиду Y послаблює реакцію на дієту натще і з високим вмістом жиру у мишей, схильних до ожиріння

Анотація

AGRP, пептид, пов’язаний з гуті
НЕТ, коричнева жирова тканина
КОШИК, стенограма, регульована кокаїном та амфетаміном
CRH, кортикотропін-рилізинг гормон
DIO, ожиріння, спричинене дієтою
MCH, концентрат меланіну, що концентрує
NPY, нейропептид Y
POMC, проопіомеланокортин
ПВН, паравентрикулярне ядро
UCP, роз’єднує білок

Енергетичний баланс передбачає складну взаємодію між гормонами, такими як лептин, інсулін та глюкокортикоїди, та ключовими нейронами в гіпоталамусі, стовбурі мозку та інших областях центральної нервової системи (1). Нейропептид Y (NPY) експресується в гіпоталамусі, стимулює споживання їжі, зменшує витрати енергії та збільшує масу тіла при введенні в мозок (1). Відповідно до ролі орексигенного пептиду, експресія гіпоталамусу NPY підвищується під час голодування та гіпоглікемії та пригнічується годуванням, лептином та інсуліном (1). Незважаючи на вагомі фармакологічні докази, що підтверджують його роль в енергетичному балансі, генетичні порушення NPY не впливали на годування та масу тіла мишей, виведених на змішаному тлі 129J-C57Bl/6J (2). Парадоксально, але видалення NPY або рецепторів Y1 та Y5, які опосередковують вплив NPY на енергетичний баланс, призвело до легкого ожиріння (3–6). Тим не менше, втрата NPY ослабленої гіперфагії та ожиріння у мишей Lep ob/ob (7). Інші також показали, що дефіцит NPY зменшує гіперфагію після голодування та гіпоглікемії (8–10). Крім того, видалення рецепторів NPY Y2/Y4 запобігає ожирінню, спричиненому дієтою (DIO) (11).

Ми розсудили, що суперечки щодо дії NPY у цих генетичних моделях частково зумовлені використанням штаму 129 мишей, стійкого до ожиріння (12). Здавалося б, нормальний фенотип мишей з дефіцитом NPY також може бути результатом компенсаторних змін розвитку. Наприклад, абляція нейронів гіпоталамусу, що експресує NPY/AGRP, не змінила годування у новонароджених мишей, тоді як абляція у дорослих спричинила голодування (13,14). AGRP коекспресується з NPY в дугоподібному ядрі, і обидва пептиди стимулюють годування та збільшення ваги (1,15). Можливо, що AGRP збільшується, коли не вистачає NPY, таким чином зберігаючи здатність годуватися. Альтернативно, анорексигенні пептиди, наприклад, проопіомеланокортин (POMC) та кокаїн- та амфетамінорегульований транскрипт (CART), можуть бути зменшені у мишей з дефіцитом NPY, тим самим запобігаючи втраті ваги. Ми припустили, що значення NPY в енергетичному гомеостазі буде очевидним у мишей C57Bl/6J, схильних до ожиріння (12,14).

ДИЗАЙН ДИЗАЙН І МЕТОДИ

Дослідження проводились відповідно до керівних принципів та положень Комітету з догляду та використання тварин Університету Пенсільванії. Миші селекціонерів Npy +/− на змішаному тлі 129SvEv-C57Bl/6J були надані Річардом Палмітером (Університет Вашингтона, Сіетл, Вашингтон) і повернуті на 10 поколінь на задній план C57BL/6J (The Jackson Laboratories, Bar Harbor, ME ). Потім гетерозиготи були виведені між собою для генерування мишей NPYko та контролю дикого типу (2,3). Генотипи були підтверджені методом ПЛР, як описано раніше (3). Мишей відлучали від грудей через 3 тижні, їх утримували по п’ять у клітці при 22 ° C з 12-годинними світло-темними циклами (світиться в 06:00) і годували гризуном, що містив 4,5% жиру, 49,9% вуглеводів, 23,4% білка, 4 ккал/г (Labdiet No. 5001; Labdiet, Richmond, IN) (16).

Дослідження натщесерце та голодування.

Мишей у віці 10 тижнів поселяли поодиноко в калориметричні клітини і звикали протягом 3 днів. Вимірювали масу тіла, вводили попередньо зважену кількість їжі о 0900, а споживання кисню (V o 2) та вироблення вуглекислого газу (V co 2) вимірювали з інтервалом у 15 хвилин із використанням таких параметрів: витрата повітря 0,5 л, проба 0,4 л, час осідання 120 с та час вимірювання 60 с (система Oxymax EqualFlow; Columbus Instruments, Columbus, OH) (16,17). Мишей годували ad libitum протягом 48 годин або позбавляли їжі протягом 48 годин або годували протягом 48 годин. Побічну калориметрію проводили впродовж усього періоду, за винятком випадків, коли їжу виймали або замінювали. Рухову активність оцінювали одночасно за допомогою фотопроменів (Optovarimex; Columbus Instruments). NPYko та мишей дикого типу, яких годували, постили або переробляли, як описано, вбивали; кров отримували шляхом серцевої пункції, а коричневу жирову тканину (НДТ) та гіпоталамі швидко вирізали, заморожували у рідкому азоті та зберігали при -80 ° C.

Толерантність до холоду.

Ректальну температуру вимірювали при кімнатній температурі (час 0) у 10-тижневих мишей дикого типу та самців NPYko за допомогою терморезистора (модель YSI 4600) (16), після чого мишей утримували при 4 ° C протягом 6 год.