Експресія печінкового ліпіну 1β зменшується у інсулінорезистентних пацієнтів із ожирінням і реактивується

Анотація

ЦІЛЬ - Ліпін 1 відіграє важливу роль у контролі енергетичного обміну. Ми прагнули визначити експресію ізоформ ліпіну 1 (ліпін 1α та -β) у печінці та жировій тканині осіб із ожирінням та оцінити клітинні механізми, що беруть участь у регуляції експресії ліпіну 1 за допомогою фізіологічних стимулів.

ДИЗАЙН ДИЗАЙН І МЕТОДИ - Експресія ліпіну 1α та -β була кількісно визначена в печінці та жировій тканині людей із надзвичайною ожирінням (середній ІМТ 60,8 кг/м 2), які перенесли шлункове шунтування (GBS). По-друге, експресію ліпіну 1 оцінювали в клітинах HepG2 у відповідь на надмірну експресію проліфератора пероксисоми, активованого рецептором-γ-коактиватором (PGC) -1α в нормальних або гіперінсулінемічних умовах.

РЕЗУЛЬТАТИ— Експресія ліпіну 1β у печінці та жировій тканині була у зворотному відношенні до ІМТ, концентрації інсуліну натще у плазмі крові та оцінки моделі гомеостазу щодо резистентності до інсуліну, але була значно підвищена за рахунок помітної втрати ваги та сенсибілізації інсуліну після GBS. Рівні мРНК печінкового ліпіну 1β сильно корелювали з експресією PGC-1α, а надмірна експресія PGC-1α у клітинах HepG2 збільшувала експресію ліпіну 1. І навпаки, умови гіперинсулінемічного посіву регулювали експресію ліпіну 1β, PGC-1α та їх відомих генів-мішеней, що беруть участь у метаболізмі мітохондрій у клітинах HepG2. Нарешті, надмірна експресія ліпіну 1β або PGC-1α змінила ефект гіперінсулінемії на експресію їх генів-мішеней.

ВИСНОВКИ - Ці дослідження показують, що експресія печінкового ліпіну 1β та PGC-1α регулюється ожирінням та метаболічними збуреннями, пов’язаними з ожирінням, у людей, ймовірно через зміни концентрації інсуліну або чутливості.

GBS, шунтування шлунка
HOMA-IR, оцінка моделі гомеостазу на інсулінорезистентність
MCAD, середньоланцюгова ацил-КоА дегідрогеназа
PAP, фосфогідролаза фосфатидної кислоти
PGC, проліфератор пероксисом - активований рецептор-γ-коактиватор
PPAR, рецептор, активований проліфератором пероксисоми
SDHA, субодиниця сукцинатдегідрогенази a

Ген, що кодує ліпін 1 (Lpin1), був виявлений за допомогою позиційного клонування для локалізації причинної мутації у жирових дистрофічних (Fld) мишей печінки. У мишей Fld повністю не вистачає ліпіну 1 і спостерігається неонатальний стеатоз печінки, який мимовільно розсмоктується незабаром після відлучення від грудей, довічної ліподистрофії та резистентності до інсуліну (1–3). На підставі сильної подібності послідовностей у сигнатурних доменах NH2- та COOH-кінців, сімейство білків ліпіну (ліпін 1, 2 та 3) було виявлено у вищих організмів (1). Крім того, альтернативне сплайсинг транскрипту ліпіну 1 генерує дві форми білка ліпіну 1, які позначаються як ліпін 1α та ліпін 1β (4,5). Альтернативно зрощений екзон в стенограмі ліпіну 1β кодує додаткові 33 амінокислоти (рис. 1А) без гомології у інших членів родини ліпінів.

Дані моделей дріжджів та хребетних свідчать про те, що білки ліпіну виконують важливі ядерні та неядерні функції, що регулюють ліпідний та енергетичний обмін. У цитозолі білки ліпіну проявляють активність як фосфогідролаза фосфатидної кислоти (PAP) (6–8), фермент, який каталізує передостанню стадію синтезу тригліцеридів. У ядрі дріжджові та хребетні ліпіни пов'язані з хроматином та взаємодіють з факторами транскрипції на декількох промоторах генів (9,10). У хребетних найкраще характеризуються партнери фактору транскрипції ліпіну 1 - сімейство рецепторів, що активуються проліфератором пероксисом (PPAR) (10). Також виявлено пряму взаємодію білка та білка між ліпіном 1 та важливим коактиватором білка PPAR (PGC-1α). Більше того, експресія гена ліпіну 1 сильно індукується PGC-1α у відповідь на кілька фізіологічних стимулів у печінці миші (10). У сукупності наявні дані свідчать про те, що ліпін 1 є високоіндукованим ферментом, який бере участь у метаболізмі тригліцеридів, і регулятором транскрипції, який діє у зворотному напрямку для коактивації печінкового комплексу PGC-1α – PPARα для збільшення здатності до катаболізму жирних кислот (10 ).

Ліпін 1 також є вихідною мішенню сигнального каскаду інсуліну. Білок ліпіну 1 фосфорилюється у кількох залишках серину та треоніну після стимуляції інсуліном (4,8). Крім того, експресія ліпіну 1 в жировій тканині обернено корелює з ІМТ та резистентністю до інсуліну (11–13). Ці дані свідчать про унікальний взаємозв’язок ожиріння, інсулінорезистентності та активності ліпіну 1 у жировій тканині - ключовій тканині, яка бере участь у метаболічній патофізіології ожиріння. Печінка - ще один орган, на який сильно впливає ожиріння та резистентність до інсуліну. Однак, наскільки нам відомо, жодне дослідження не оцінювало взаємозв'язок між ожирінням, резистентністю до інсуліну та експресією печінкового ліпіну 1.

ДИЗАЙН ДИЗАЙН І МЕТОДИ

У цьому дослідженні брали участь 27 чоловіків із надзвичайною ожирінням (n = 7) та жінок (n = 20), які перенесли шлунково-шунтування (GBS) в єврейській лікарні Барнса (додаткова таблиця 1 [доступна в Інтернет-додатку на http: // dx .doi.org/10.2337/db07-0480]). Перед операцією всі випробовувані проходили медичне обстеження, включаючи анамнез та фізичний огляд та планові аналізи крові. Суб'єктів виключали, якщо вони мали будь-яку історію захворювання або ознаки захворювання печінки, крім неалкогольної жирової хвороби печінки, споживали ≥20 г алкоголю на день, мали важку гіпертригліцеридемію (≥200 мг/дл) або приймали ліки, які, як відомо, викликають стеатоз печінки або пошкодження печінки. Хоча в анамнезі у жодного суб’єкта не було діабету, під час хірургічного скринінгу діабету діагностували у 13 суб’єктів. Ці суб'єкти не приймали ліки від діабету до або після операції. Усі суб'єкти дали письмову інформовану згоду перед участю у цьому дослідженні, яке було схвалено Комітетом з досліджень людини та Науково-консультативним комітетом Загального клінічного дослідницького центру Медичної школи Вашингтонського університету в Сент-Луїсі, штат Міссурі. Додаткові подробиці щодо експериментального протоколу, збору зразків та аналізу зразків можна знайти в додатковому додатку в Інтернеті.