Індуковані дієтою зміни роз’єднання білків у схильних до ожиріння та стійких до ожиріння штамів мишей
Відредаговано Роджером Х. Унгером, Південно-західний медичний центр Техаського університету, Даллас, штат Техас, та затверджено 26 січня 1998 р. (Надійшло на огляд 26 листопада 1997 р.)
Анотація
Ожиріння - це розлад енергетичного балансу, при якому споживання енергії перевищує витрати енергії. Методи боротьби з ожирінням шляхом обмеження споживання енергії в кращому випадку мали помірний успіх, і загальновизнано, що витрати енергії повинні збільшуватись у людей, що страждають ожирінням, якщо потрібно досягти довгострокової втрати ваги. Нещодавнє відкриття кількох нових роз’єднуючих білків (UCP) забезпечує нові молекулярні мішені для збільшення витрат енергії. UCP є цілісними мембранними білками внутрішньої мембрани мітохондрій, де вони функціонують як протонний канал або човник. Ці білки роз'єднують процес дихання мітохондрій з окислювальним фосфорилюванням, зменшуючи вироблену АТФ і натомість виділяючи дисипативне тепло. Дія цих білків створює марний цикл, що знижує метаболічну ефективність організму. Таким чином, UCP є потенційно важливими для порушень енергетичного балансу, таких як ожиріння та діабет (1, 2).
Споживання дієти з високим вмістом жиру пов’язане зі збільшенням експресії UCP2 у жировій тканині штаму мишей, стійкого до ожиріння, а не у штаму В6, схильного до ожиріння та діабету (2). Крім того, локус на хромосомі людини 11q13, який є синтетичним до локусу UCP2 на хромосомі миші 7, нещодавно був пов’язаний зі швидкістю метаболізму у людей (12). Хромосомні картографічні дослідження тепер розміщують гени UCP2 та UCP3 людини та миші в безпосередній близькості один від одного на хромосомі людини 11 та хромосомі миші 7 відповідно (11). Тому як UCP2, так і UCP3 представляють гени-кандидати для кількісного локусу ознак ожиріння та діабету, спричиненого дієтою, у мишей (2, 13) та у людей. У роботі, описаній тут, ми повідомляємо, що харчовий жир особливо підвищує експресію UCP2 у ВАТ, але не в скелетних м'язах або НДТ, у двох штамів мишей, стійких до ожиріння та діабету (A/J та KsJ), не впливаючи на UCP2 у будь-якому тканини миші В6. На відміну від UCP2, споживання дієти з високим вмістом жиру не впливає на експресію UCP3 в WAT, скелетних м’язах або BAT.
МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ
Тварини.
Самців мишей (20 мишей) від кожного із штамів B6, A/J та KsJ отримували з лабораторії Джексона у віці 4 тижнів. Тварин утримували по п’ять кліток у кімнаті з контрольованою температурою з 12-годинним циклом світло/темрява (світло вимикається о 17:00 год). Їжа та вода були доступні за бажанням. Мишей годували однією з двох дієт наступним чином: 10 мишей від кожного штаму поміщали на дієту з низьким вмістом жиру/низьким вмістом сахарози або дієту з високим вмістом жиру/сахарози. Склад цих дієт був описаний (14). Через 2 тижні на цих дієтах тварин знеболювали та вбивали шляхом обезголовлення, тканини швидко збирали, очищали та гомогенізували у 4 М гуанідиновому ізотіоціанатному буфері для приготування загальної клітинної РНК (15). Ще одна когорта тварин була вирощена на цих дієтах протягом 5 місяців для вимірювання маси тіла, рівня глюкози в плазмі натще і рівні інсуліну, як описано (16).
Геномне картографування миші UCP3 щодо UCP2.
Хромосомне положення UCP3 визначали шляхом зв’язування карти поліморфізмів довжини рестрикційних фрагментів у міжвидовому схрещуванні, як описано для миші UCP2 (2). В цьому аналізі було виявлено, що UCP3 співпадає з UCP2 (М. Селдін та К. Уорден, особисте спілкування). Ми клонували кДНК миші UCP3, що містить усі сім екзонів, з бібліотеки кДНК мишачого м’яза, побудованої в λ gt11 (бібліотека CLONTECH ML3006b). Послідовність цієї кДНК UCP3 була внесена до бази даних GenBank під номером приєднання. AF032902 (D.S., C. Fleury, F. Bouillaud and D.R., неопубліковані дані). Організацію локусу UCP3/UCP2 вивчали за допомогою ПЛР-аналізу геномної ДНК мишей B6 або 129/SvJ мишей. Однакові дані були отримані з обох джерел геномної ДНК. Сенсорний праймер (5′-CGGGAATCTCCGTTTTGAAC → 3 ′), використовуваний у ПЛР, охоплював стоп-кодон UCP3, який становить 264 bp вище від кінця екзона 7 UCP3, відповідно до послідовності кДНК UCP3 миші. Зворотний праймер (5′-ATGAATGGACTCCACTGAGC → 3 ′) відповідав положенням від -7083 до -7063 гена UCP2 (відносно стартового сайту транскрипції UCP2). Отримали продукт ПЛР 1,2 кб, і цей продукт секвенували.