Ліпаза підшлункової залози та пов’язаний з нею білок 2 регулюються дієтичними поліненасиченими жирами під час
Анотація
Експресія генів розвитку панкреатичної ліпази (PL) та пов’язаних з нею білків (PLRP1 та PLRP2) є антикоординатом. Невідомо, чи регулює харчовий жир експресію цих білків на стадії попереднього відлучення. Для визначення регуляції розвитку та дієти на PL, PLRP1 та PLRP2 ще в період вигодовування, вагітні (Sprague-Dawley) щури споживали з 15 (d15) дня вагітності через d9 лактації очищений низький (11% енергії) ) дієта з сафлоровою олією [нежирна (LF)]. Починаючи з d9 періоду лактації, дамби та їхні щенята годували жирним жиром сафлорової олії до d56 середньожирним (MF; 40% енергії) або високожирним (HF; 67% енергії). Вміст жирних кислот у молоці мав у 15-100 разів менше С: 10 та в 2,6- - 3,3 рази більше С18: 2 у групах MF та HF. Дієта (LF d21> d28). Вперше повідомляється про значне зниження рівня мРНК PLRP2 високим вмістом поліненасичених жирів у щурів-сисунів (d15). На закінчення, експресія гена PL та PLRP2 регулюється антикоординативно кількістю харчових поліненасичених жирів, починаючи ще на фазі передпутніння.
Дієтичний жир забезпечує основну енергію (∼ 50% калорій) під час дитинства в грудному молоці та сумішах (1). Протягом останнього десятиліття особлива увага приділялася типу жиру, необхідного для нормального розвитку немовлят, особливо довголанцюговим поліненасиченим жирним кислотам (ПНЖК). PUFA, отриманий з незамінних жирних кислот (C18: 2, лінолевої кислоти та C18: 3α-ліноленової кислоти), відіграє ключову роль у розвитку мозку та нормального розвитку сітківки (2).
Перетравлювання та всмоктування жиру у немовляти та недоношених новонароджених залежать від особливостей розвитку ліпаз (3). Травна система продовжує розвиватися після народження у немовлят, і особливо у недоношених новонароджених, впливаючи на їх здатність засвоювати жир. Шлункова ліпаза, яка починає перетравлювати харчовий жир і на неї припадає 10–30% перетравлення жиру (4), залежна від ліпази підшлункової залози коліпаза та стимульована ліпазою солі молочної жовчі - всі вони мають потенційну роль у перетравленні молочного жиру у новонародженого ( 3). Білок 2, пов’язаний з ліпазою підшлункової залози (PLRP2), також може відігравати роль у перетравленні жиру новонароджених (5). Хоча рівень ліпази підшлункової залози у новонародженого і тим більше у недоношених новонароджених є низьким, перетравлювання молочного жиру залежить від цих чотирьох ліпаз з унікальними і лише частково перекриваються функціями (5–7).
Екзокринна підшлункова залоза синтезує та виділяє панкреатичну ліпазу та два пов’язані з білками панкреатичної ліпази; PLRP1 та PLRP2. PL та пов'язані з ним білки були виявлені у людей та щурів. PLRP1 є дуже гомологічним PL з збереженими залишками серину та гістидину в активному центрі (8,9); однак цей білок не виявляє колипазозалежної ліполітичної активності, коли його повна довжина кДНК експресується в клітинах COS або Sf9 (8,9). Хоча PLRP1 секретується екзокринною підшлунковою залозою у кількох видів (10), функція PLRP1 залишається невідомою. Три звіти (11–13) припускають, що дві мутації залишків 179 та 181 (аланіну та проліну до валіну та аланіну відповідно) роблять PLRP1 неактивним. Другий споріднений білок (PLRP2) має інші ліполітичні властивості, ніж PL. Незважаючи на те, що PLRP2 має обмежену активацію коліпазою у присутності солей жовчі, PLRP2 має значну ліполітичну активність за відсутності коліпази і має як фосфоліпазну, так і галактоліпазну активність (14).
Структура розвитку PL та споріднених з ним білків у постнатальному періоді є антикоординатом у людини та щурів (9,15). Рівні мРНК PLRP1 і PLRP2 високі у фазі лише вигодовування (0–14 дні), зниження у фазі вигодовування та відкушування (14–21 день) і низькі протягом усього відлучення та дорослого віку (21 день і пізніше). На противагу цьому, PL не експресується на виявлених рівнях до постнатального 14-го дня (d14), і його експресія зростає протягом фаз смоктання-відкушування та відлучення до максимальних рівнів у зрілому віці. Було запропоновано, що антикоординатна експресія PL та пов'язаних з ним білків може відображати різну роль у перетравленні ліпідів під час постнатального розвитку (9). Підтримуючи їх пропозицію, Лоу та ін. (5) виявили зниження всмоктування та травлення жиру у новонароджених у мишей-нокаутів PLRP2.
PL є головним ферментом, відповідальним за перетравлення тригліцеридів з раціоном у період відлучення та дорослого віку (4). У присутності коліпази та солей жовчі PL гідролізує дієтичні тригліцериди в тонкому кишечнику до двох - моногліцеридів та вільних жирних кислот (FFA), які потім всмоктуються. І люди, і щури адаптують синтез ліпази підшлункової залози у відповідь на дієтичні зміни і тим самим максимізують використання харчового жиру (16). Показано фізіологічне значення цього режиму харчування. Підвищення регуляції ФЛ посилює реакцію холецистокініну на підвищений вміст жиру за рахунок збільшення швидкості перетравлення тригліцеридів та вивільнення жирних кислот у проксимальній частині тонкої кишки (17). У тварин, що відлучають від грудей, PL та PLRP1 пристосовуються до підвищеного жиру (41–75% загальної енергії) протягом 24 годин. Через 5 днів PL і PLRP1 досягають вищих стаціонарних рівнів активності та синтезу PL, а мРНК PL та PLRP1 (16–22).
Регулювання PL та PLRP1 за типом жиру (довжина ланцюга та ступінь насиченості) є суперечливим. Раніше ми показали, що PL регулюється аналогічно різними типами жиру, що перевищує поріг 49% енергії, як жир (21), і що високополіненасичені жири та жири, багаті тригліцеридами середньої ланцюга, стимулюють регуляцію генів PL нижче цього порогу (20) . Невідомо, чи модифікована експресія генів PL, PLRP1 та PLRP2 харчовим жиром у фазі вигодовування, коли цуценята споживають лише материнське молоко, або у фазі розвитку вигодовування, коли цуценята споживають і материнське молоко, і материнська дієта.
Склад жирних кислот материнського молока можна змінити, змінивши кількість поліненасичених жирів у раціоні годуючої дамби (23–25). Метою цього дослідження було визначити, чи може кількість поліненасичених харчових жирів регулювати PL, PLRP1 та PLRP2 під час розвитку, включаючи лише фази вигодовування, відкушування, відлучення та дорослих, та визначити, чи існує взаємодія цієї дієти регуляція з регуляцією розвитку PL і пов'язаних з ним білків, коли PUFA вводяться вже у віці перед відлученням.
МЕТОДИ
Експериментальний протокол.
Споживання їжі вимірювали щодня. Вагу тіла щенят вимірювали в d9, d15, d21, d28 і d56 експерименту, коли вибраних самців цуценят вбивали вдиханням СО2. Обсяг вибірки варіювався від 6 до 12 на групу на d15–56 через різницю в кількості самців щенят на дамбу, що обмежувало вибірку в деякі дні. Мінімальний обсяг вибірки 5 щурів був оцінений за допомогою аналізу потужності, щоб виявити 50% зміну рівнів мРНК PL і PLRP1 з дисперсією популяції 30% для PL і PLRP1. Через невеликий розмір підшлункової залози на d9, у щенят відбирали проби для активності мРНК PL або активності PL. Таким чином, обсяг вибірки для маси тіла та ваги підшлункової залози більший ( = 20), ніж для мРНК PL або активності PL. Для d15 та пізніших розмірів підшлункової залози було досить великим, щоб частину кожної підшлункової залози негайно заморожували на сухому льоду та зберігали при -80 ° C для ферментного аналізу. Залишок підшлункової залози негайно використовували для виділення РНК, як описано нижче.