Реакції інтерлейкіну-15 на атрофію скелетних м’язів, спричинену старінням та розвантаженням, Американський журнал
Анотація
інтерлейкін - 15 (IL-15) - нещодавно виявлений цитокін (20), який належить до чотирьох сімейств пучків α-спіралі цитокінів, які також включають IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL- 6, ІЛ-7 та ІЛ-9. Показано, що ролі IL-15 в імунній системі включають проліферацію та виживання CD8 + Т-клітин (6), активацію природних клітин-кілерів (11) та проліферацію В-клітин (5). МРНК IL-15 також конститутивно експресується в широкому діапазоні типів клітин і тканин, включаючи плаценту, скелетні м'язи, печінку, епітеліальні клітини та активовані макрофаги (20).
IL-15 та IL-2 виконують надлишкові ролі, що є результатом подібного рецепторного складу для цих двох цитокінів. Рецептори IL-15 та IL-2 (IL-15R, IL-2R відповідно) - це тримерні структури, що складаються з двох однакових ланцюгів, β-ланцюга IL-2R/IL-15R (IL-2Rβ) та загального γ ( γc) -ланцюг, поряд із конкретними α-ланцюгами (18). IL-15Rα виявляє високу спорідненість до білка IL-15 з а Кd 10 pM (14). На додаток до паракринних дій, IL-15 може експресуватися в транс, в якому цитокін або пов'язаний з клітинною поверхнею IL-15Rα, або прикріплений до клітинної мембрани. Таким чином, зрілий IL-15 може бути представлений сусіднім клітинам, які експресують IL-2Rβ і -γc (7). Хоча і мРНК IL-15 (27), і IL-15Rα (19) експресуються в скелетних м'язах, невідомо, чи мРНК для функціонального тримерного IL-15R також експресується в скелетних м'язах, що дозволило б переклад презентація IL-15 м’язовими клітинами.
Всередині скелетних м’язів IL-15 може стимулювати експресію білка важкої ланцюга міозину в диференційованих міотрубках (17, 34). Міотрубки, культивовані IL-15, також мають гіпертрофічну морфологію у порівнянні з контрольними культурами, які не містять IL-15. Крім того, було показано, щоденні ін’єкції білка IL-15 зменшують фрагментацію ДНК м’язів шлунково-кишкового тракту, послаблюють втрату скелетних м’язів, пов’язану з раком (кахексія), і зменшують експресію генів рецептора фактора некрозу пухлини типу I (TNFR) у моделі раку на гризунах (15). Хоча ці результати демонструють позитивний ефект екзогенного білка IL-15 у міоцитах, відповідь ендогенного внутрішньом'язового IL-15 не досліджували. Крім того, реакція IL-15 на втрату м'язів, яка виникає внаслідок таких станів, як старіння або розвантаження м'язів, невідома.
Усі експериментальні процедури були схвалені Інституційним комітетом з догляду та використання тварин від Медичної школи Університету Західної Вірджинії. Відповідно до стандартів догляду за тваринами було дотримано рекомендацій щодо догляду за лабораторними тваринами, які пропагує Американська асоціація з акредитації лабораторних доглядів за тваринами, і дотримуючись політики та процедур, деталізованих у Посібник з догляду та використання лабораторних тварин як опубліковано Департаментом охорони здоров'я та соціальних служб США та проголошено в Законі про захист тварин.
Гризун HS.
Навантаження/розвантаження крила.
RT-PCR оцінки мРНК.
Рис. 1.Специфічність праймера до інтерлейкіну (IL) -15. В: RT-PCR проводили для IL-15 в кДНК скелетних м'язів щурів (SM), з кДНК тканини селезінки (SP) та тканини печінки (LV), що використовувались як позитивний контроль. Тридцять чотири цикли ПЛР при розрахунковій температурі відпалу (TA) 56,6 ° C давали смуги 594 bp у всіх трьох типах тканин. : обмеження перетравлення продуктів ПЛР IL-15 із скелетних м'язів щурів та перепілок АлуI рестрикційний фермент. Інкубація продуктів ПЛР при 37 ° С протягом 1 год утворювала передбачувані фрагменти. ПЛР, повний ПЛР-продукт; RD, продукти, що засвоюються ферментом рестрикції, ПЛР.
Таблиця 1. Інформація про ПЛР-праймер
ТА, температура відпалу; ІЛ, інтерлейкін; R, рецептор; γc, загальний γ; F, вперед; R, реверс.
Секвенування IL-15Rα.
ПЛР-ампліфікація послідовності ратусу IL-15Rα дала продукт ПЛР на 100 п.н. більший, ніж очікувалося. Відповідні продукти ПЛР очищали гелем за допомогою комерційно доступного набору для екстракції гелю відповідно до інструкцій виробника (QIAquick Gel Extraction Kit; Qiagen Sciences) та направляли на пряме секвенування (SeqWright DNA Technology Services, Houston, TX). Потім нещодавно отриману інформацію про послідовності кДНК порівнювали з передбаченою комп'ютером послідовністю, спочатку використаною для проектування праймерів ПЛР (XM_577598).
Статистичний аналіз.
Статистичний аналіз проводили за допомогою програмного пакету SPSS, версія 10.0. Дані аналізували за допомогою 2 × 2 ANOVA для вивчення основних ефектів старіння та розвантаження та взаємодії віку × розвантаження. Дані представлені як середнє значення ± SE з значенням, встановленим на
Таблиця 2. Характеристика м’язів гризунів
Значення - середні значення ± SE; , ні. тварин. HS, підвіска задньої кінцівки; BM, маса тіла. Характеристика 20 молодих дорослих (5–7 міс.) Та 18 стареючих (33 міс.) Самців щурів Fischer 344 × коричневих норвезьких щурів. NS, не значуще.
*
Рис.2.Зміни транскрипції IL-15 після суспензії задніх кінцівок (HS). A: Експресія мРНК IL-15 у м’язах підошви після HS. : Експресія мРНК IL-15 у м’язах підошви після HS. Значне взаємодія старіння × розвантаження спостерігалося в обох скелетних м’язах, вказуючи на те, що вік впливав на реакцію мРНК IL-15. Дані виражаються як середні значення ± SE з значенням на
У будь-якій точці часу в моделі перепелів не було значної взаємодії старіння × навантаження/розвантаження. Тим не менше, спостерігався значний основний ефект старіння, і мРНК ІЛ-15 була на 53% більшою у вікових м'язах ПАТ порівняно з м'язами молодих дорослих птахів. Цей основний вплив віку на експресію IL-15 був значущим для всіх станів: 14 днів перевантаження (F = 5,8, = 0,024), 7 днів розвантаження (F = 97,8,
Рис.3.Зміни транскрипції IL-15 у відповідь на перевантаження крила та подальше розвантаження. Експресія мРНК ІЛ-15 у м'язах патагіалісу після 14 днів перенапруження, 14 днів навантаження з наступним 7 днів наступного розвантаження та 14 днів навантаження з наступним 14 днів розвантаження. Дані виражаються як середнє значення ± SE з значенням, встановленим на