Ожиріння посилює TH2 Імунопатологія через порушення регуляції PPARγ bioRxiv

Знайдіть цього автора на Google Scholar
Знайдіть цього автора на PubMed
Шукайте цього автора на цьому сайті
Для листування: evans @ salk.eduyzheng @ salk.edu

Анотація

a, Зображення контролю та PPAR TKO селезінки та лімфатичні вузли. b, Ваги селезінки. c, d, Трег (c) і активований Tconv (d) частота клітин у селезінці та LN. e, Розвиваються підмножини Т-клітин у тимусі. n = 3 миші на групу. ЛН, лімфатичний вузол. T-тест Стьюдента.

a, Ієрархічна кластеризація диференційовано експресованих генів між клітинами TH2, достатніми або дефіцитними в Pparg, обробленому розиглітазоном (Rosi) або диметилсульфоксидом (DMSO) (клітини, об’єднані від 4 мишей, той самий набір даних, що використовується в c-f). b, Найкращий бальний мотив ДНК піків PPAR ChIP-Seq у клітинах TH2 за допомогою аналізу de novo (клітини, об’єднані від 4 мишей, той самий набір даних, що використовується в c-f). c, Діаграма Circos, що представляє списки генів з кластерів Rosi Up, Rosi Down I та Rosi Down II, а також списки піків з PPAR ChIP-Seq клітин TH2. Фіолетові дуги пов'язують однакові назви генів з двох різних списків. d, Гістограма, що представляє значення P кластерів генних онтологічних кластерів з P −10 зазначених генних списків. Кожен кластер позначений найбільш репрезентативним терміном генної онтології для цього кластера. е, ф, Вибрані FPKM та відповідні пікові значення PPAR ChIP генів із кластеру Розі Ап (e) та кластери Розі Даун (f), які мають метаболічну або імунологічну функцію.

Метаболічна регуляція імунної функції відбувається в дуже контекстному і специфічному для клітин типу 32-34. Для подальшого розуміння механізму, за допомогою якого активоване PPARγ метаболічне перепрограмування може контролювати імунологічну функцію в клітинах TH2, ми дослідили гени в кластері Розі Ап, які також були прямими мішенями PPARγ. Ми виявили гени, консенсусна діяльність яких сприятиме новому ліпогенезу (Plin2, Gpam, Dgat1), окисленню жирних кислот (Pdk4, Cpt1a, Acaa2, Eci2, Slc25a20, Acadl, Acsl5) та мітохондріальній масі (Etfb, Mrpl45, Mrpl1), яка швидше за все, проявляється у використанні жирних кислот мітохондріального субстрату (Розширені дані, рис. 4г, д). Дійсно, подальші дослідження показали чітке, індуковане Розі, PPARγ-залежне збільшення маси мітохондрій (Розширені дані, рис. 4f-h), а також мітохондріальне окислення жирних кислот (Розширені дані, рисунок 4i, j) без збільшення клітинної глюкози поглинання (розширені дані, малюнок 4k) або при мітохондріальному окисленні вуглеводнів, отриманих глюкозою (розширені дані, рисунок 4l). У сукупності ці дослідження аргументують PPARγ як основний фактор транскрипції TH2, що забезпечує окислювальну здатність мітохондрій, необхідну для стримування надмірно насиченої ефекторної функції TH2.

Завдяки стійкій здатності Розі зменшувати ефекторну функцію TH2 та застосовувати катаболічні шляхи ліпідів у залежності від PPARγ in vitro, ми висунули гіпотезу про те, що, можливо, лікування Розі може бути використано для захисту мишей з ожирінням від загострення БА. Примітно, що миші, які отримували Розі, мали істотно знижене захворювання, як вимірювали на ~ 40% зменшення збільшення товщини вуха (рис. 4а, б), помітного зменшення лімфоцитарної інфільтрації (рис. 4в) та значного зниження рівня компетентності IL-4 Клітини Tconv (рис. 4г), ефекти, які значною мірою залежали від PPARγ, специфічного для Т-клітин. Цікаво, що ми спостерігали ефекти Розі, які не залежали від Т-клітин-специфічного PPARγ, включаючи помірне збільшення тяжкості захворювання (рис. 4а-с) та зменшення IFNγ-компетентних клітин Tconv (рис. 4е), можливо пов'язаних з Т клітинно-зовнішні механізми дії PPARγ, який, як було показано, виражається в декількох типах клітин шкіри, таких як адипоцити, себоцити, волосяні фолікули та кератиноцити 35 .

a, Зміна товщини вух під час розвитку атопічного дерматиту у мишей, які харчуються HFD дієтою або HFD з Rosi. b, Абсолютна товщина вуха на 11-й день. Пунктирна лінія вказує на середню товщину вуха на 0-й день усіх мишей у дослідженні. c, Репрезентативні зображення гематоксиліну та еозину зафарбовували гістологію вух на 11-й день. Шкала, 100 мкм. d, e, Загальна кількість клітин IL-4 + Tconv (d) та клітини IFN + Tconv (e) від цілого вуха на день 11. PPAR TKO, CD4 Cre PPAR fl/fl; n = 5 для всіх груп, крім (e) де 4 контрольних мишей отримували дієту HFD або HFD - Rosi. Дані є середніми ± s.e.m. * P evanssalk.edu) або Y.Z. (yzhengsalk.edu).

Розкриття інформації про конфлікт інтересів

А.М. є співзасновником Arsenal Biosciences і Spotlight Therapeutics. А.М. працює в науково-консультативній раді PACT Pharma, є радником Trizell і колишнім радником Juno Therapeutics. Лабораторія Марсона отримала спонсорську підтримку досліджень від Juno Therapeutics, Epinomics, Sanofi та подарунок від Gilead. R.L.G. є консультантом і має частки в MatriSys Biosciences та Sente Inc. Всі інші автори заперечують будь-які конфлікти інтересів.

Матеріали і методи

Усі миші були розміщені в спеціальних установах, що не містять патогенів, в Інституті біологічних досліджень Солка або придбані в лабораторії Джексона. Мишей PPARγ TKO генерували шляхом схрещування трансгенних мишей CD4Cre 1 та мишей Pparg fl/fl (посилання 2). Ми використовували мишей-репортерів Foxp3 Thy1.1 (посилання 3) при виділенні клітин Treg та Tconv CD4 + із селезінки та вуха для подальшого аналізу РНК. Миші в Інституті біологічних досліджень The Salk отримували автоклавну нормальну чау (лабораторна дієта гризунів MI 5001, Харлан Теклад), опромінений HFD (60 ккал% жиру, дослідницькі дієти), опромінений HFD, змішаний з розиглітазоном (15 мг кг -1 їжі, дослідження Дієти) або DMSO (дослідницькі дієти), або ND (10 ккал% жиру, дослідницькі дієти). Всі миші, які використовувались для досліджень, були самцями. Усі процедури за участю тварин проводились відповідно до протоколів, затверджених Інституційним комітетом з догляду та використання тварин (IACUC) та Департаментом тваринних ресурсів (ARD) Інституту біологічних досліджень Salk.

Індукований MC903 експериментальний атопічний дерматит

Мишей знеболювали ізофлураном і розчин MC903 (0,1 мМ в етанолі, 10 мкл/вухо, R&D Systems) наносили на вуха миші щодня протягом 9-12 днів. Товщину вух оцінювали за допомогою мікрометра (Mitutoyo, №227-211). Після збору врожаю вуха видаляли від мишей і готували до гістологічних аналізів або проточної цитометрії.