Лептин впливає на метаболізм у залежний від фотоперіоду спосіб, але не впливає на репродуктивну функцію
Ця робота була підтримана грантом на дослідження, присудженим компанії A.S.I.L. та FRAC Радою з досліджень біотехнологій та біологічних наук (Сполучене Королівство) та доктором наук, що підтримується Радою з досліджень біотехнологій та біологічних наук. студентство (до Z.A.), також частково підтримане Центральною токсикологічною лабораторією AstraZeneca (Чешир, Великобританія).
Перші два автори зробили однаковий внесок у це дослідження.
Зеенат Атча, Феліно Рамон А. Кагампанг, Дж. Енн Стірланд, Ян Д. Морріс, А. Найджел Брукс, Френсіс Дж. Еблінг, Мартін Клінгенспор, Ендрю С.І. про репродуктивну функцію у сезонно розмножуваного сибірського хом'яка (Phodopus sungorus)
Ця робота була підтримана грантом на дослідження, присудженим A.S.I.L. та FRAC Радою з досліджень біотехнологій та біологічних наук (Сполучене Королівство) та доктором наук, що підтримується Радою з досліджень біотехнологій та біологічних наук. студентство (до Z.A.), також частково підтримане Центральною токсикологічною лабораторією AstraZeneca (Чешир, Великобританія).
Анотація
У сезонних ссавців, таких як сибірський хом'як, регульовані фотопериодом зміни в розмноженні пов'язані з основними сезонними циклами метаболізму та споживання їжі. Ці метаболічні ритми зберігаються у кастрованих тварин і тому не залежать від змін у статевих залозах статевих залоз (1, 2). У довгі дні (ЛД) маса тіла збільшується за рахунок підвищеного апетиту та відкладення жиру в організмі, але після дії коротких днів (СД) тварина демонструє зниження апетиту і проходить тривалий 20-тижневий період схуднення (25 –30%), майже повністю у вигляді виснажених запасів жиру в черевній порожнині (1). У тварин, які піддаються дії коротких фотоперіодів та одночасно обмеженого харчування протягом тривалого періоду, ця швидкість втрати ваги прискорюється. Однак при відновленні довільної годівлі тварини відновлюють вагу, але лише до того моменту в циклі схуднення, якого вони, як правило, досягли б одночасно за умов довільного годування в SD (3). Це типово явище сезонного ковзання заданого значення для регулювання маси тіла (= жиру), за допомогою якого фотоперіод змінює ті механізми, що беруть участь у захисті певної маси тіла, незалежно від короткочасних маніпуляцій з прийомом їжі та енергетичним балансом.
Лептин, продукт гена OB, отриманого з жирової тканини, був причетний до ряду основних периферичних сигналів, що контролюють запаси жиру та апетит у ссавців (4). Як відомо, центральна нервова система, зокрема гіпоталамус, є основним місцем дії лептину, і саме тут активна форма рецептора лептину колокалізується в пептидергічні ланцюги, безпосередньо задіяні в енергетичному балансі (5). В даний час визнано, що лептин також може відігравати важливу роль у регуляції репродуктивної функції. Мутації цього гена призводять до первинного ожиріння та репродуктивної дисфункції у людини та мишей (6, 7), які обидва змінюються після лікування рекомбінантним мишачим лептином (7–9). У сибірського хом'яка на експресію гена лептину як у білій, так і в коричневій жировій тканині сильно впливає фотоперіод із 6-кратним зменшенням експресії за короткі дні (10). Ці спостереження піднімають важливі питання щодо того, яку роль можуть відігравати сезонні зміни в сигнальному шляху лептину в регуляції річного циклу метаболізму та розмноження.
Матеріали і методи
Тварини
Всі процедури на тваринах були ліцензовані відповідно до Закону про тварини (про наукові процедури) 1986 р., Великобританія. Дослідження проводили на сибірських хом'ячках (Phodopussungorus; Wright's of Essex, Челмсфорд, Великобританія) з колонії, виведеної в Університеті Манчестера і отриманої на тваринах, описаних раніше (11). Тварин утримували в контрольованих умовах (температура, 21 ± 1 С; вологість, 80%) і забезпечували їх чау-гривом (Special Diet Service, Witham, Великобританія) та водою ad libitum. Експериментальних тварин індивідуально розміщували в контрольованих світлом екологічних камерах, освітлених 70-ватною флуоресцентною білою смугою (100–400 люкс) з безперервним тьмяним червоним світлом (м PBS) і вводили через осмотичний міні-насос (ємність 100 мкл; модель Alzet 1007D Charles River Laboratories UK Ltd., Кент, Великобританія) для доставки концентрації 15 мкг/день протягом 7-денного періоду. Контрольні тварини отримували лише транспортний засіб PBS. Насоси імплантували sc в область лопатки стерильною хірургічною процедурою під галотаном (Fluothane, AstraZeneca Ltd., Чешир, Великобританія) анестезія.
Експериментальні протоколи
Досвід 2: встановлення моделі стероїдного затиску у самців хом'яків, що одержують яйця. Чотирнадцяти тижневих жіночих хом'яків, виведених в умовах LD, овариектомизировали (OVX) і через 2 тижні імплантували sc в область лопатки імплантатом, що містить естрадіол (E2). Виробництво імплантатів Е2 було описано раніше (14). Коротко кажучи, імплантати виготовляли шляхом змішування ряду доз естрогену (1,3,5 [10] -естратрієн-3,17β-діол; Sigma-Aldrich Corp. Ltd., Дорсет, Великобританія) з еластомером марки SILASTIC та затверджувачем (Merck Ltd., Дорсет, Великобританія) для полімеризації еластомеру. Після затвердіння імплантати вирізали до квадратів 4 × 4 мм і містили розрахункові дози естрогену 0, 31, 62, 125, 250 та 500 мкг/імплантат. Всього було використано шість тварин на дозу та порівняно з групою з шести інтактних контролерів. Через три тижні після імплантації тварин винищували при вивиху шийки матки та зважували парні знежирені матки.
Щоб визначити фотоперіодичний привід на секрецію ЛГ у кастраті, імплантована стероїдами модель, подальшу когорту 16-тижневих самок було розділено на три групи. Їх овариектомизировали і обробляли порожнім імплантатом (OVX), овариектомизировали і імплантували з найменшою (31 мкг) дозою E2 (OVX + E2), або залишали цілими і обробляли порожнім імплантатом (INT). Усі тварини були розміщені індивідуально під SD-або LD-періодом (по шість на обробку за фотоперіод) через 2 тижні після операції, а протягом наступних 12 тижнів проводились щотижневі вимірювання маси тіла, споживання їжі та оцінки пелажу для підтвердження відповіді на SD-фотоперіод. . Наприкінці 12-го тижня тварин вбивали, а гіпофіз швидко розсікали, заморожували в сухому льоду і зберігали при -80 С перед аналізом ЛГ. Парні маточні та заочеревинні жирові депо розсікали та зважували. Описані вище імплантати 31 мкг були використані у всіх наступних експериментах.