Результати центральної доставки гена про-опіомеланокортину при гіпофагії, зниженні вісцерального ожиріння та

Анотація

  • AgRP, білок, пов’язаний з гуті
  • НЕТ, коричнева жирова тканина
  • CBA, β-актин курки
  • CREB, білок, що зв’язує елемент відповіді на цАМФ
  • FFA, вільна жирна кислота
  • MC, меланокортин
  • α-MSH, α-меланоцитстимулюючий гормон
  • P-CREB, фосфорильований білок, що зв’язує елемент відповіді на цАМФ
  • POMC, про-опіомеланокортин
  • PWAT, периренальна біла жирова тканина
  • rAAV, рекомбінантний аденоасоційований вірус
  • RTWAT, заочеревинна біла жирова тканина
  • UCP1, роз'єднуючий білок 1
  • ВАТ, біла жирова тканина

Центральна система меланокортину відіграє вирішальну роль у гомеостатичній регуляції маси тіла (1–5). Меланокортини (МК) - це біоактивні пептиди, отримані із загального прегормону, проопіомеланокортину (POMC), один з яких, стимулюючий гормон α-меланоцитів (α-MSH), є головним регулятором гомеостазу харчування та ваги тіла. Знижена експресія POMC гіпоталамусу пов'язана із синдромами ожиріння, спричиненими мутаціями рецептора лептину (6,7) або інших генів (tubby, Nhlh2 та ін.) (8,9), пошкодженням гіпоталамусу (10) та, можливо, більшістю поширені, старінням (11). Про те, що знижена мРНК POMC гіпоталамусу може сприяти фенотипам ожиріння в цих моделях, свідчить спостереження, що мутації гена POMC викликають ожиріння у мишей (12) та людей (13). Однак досі незрозуміло, чи може нормалізація центрального тону POMC змінити фенотипи ожиріння. Це дослідження спрямоване на вирішення цього питання.

гена

Лептин, гормон, отриманий з адипоцитів, діє на центри ситості та апетиту в гіпоталамусі, як зменшуючи споживання їжі, так і збільшуючи витрати енергії (14–16). Недавні дані свідчать про те, що система МС може бути розташована нижче за сигнальним шляхом гіпоталамусного лептину. Лептин активує POMC- та пов'язаний з гуті білок (AgRP), що містять нейрони вентролатерального та вентромедіального дугоподібного ядра, відповідно, що призводить до збільшення експресії POMC та зменшення AgRP (15,17–20). Крім того, індуковане лептином придушення прийому їжі ефективно блокується антагоністом рецептора MC 3/4 (21), а також опосередковане лептином індукція роз’єднання білка 1 (UCP1), важливого термогенного білка в коричневій жировій тканині (BAT) ), також ослаблюється центральним антагонізмом рецептора MC (22).

У генетично ожирених щурів факеру/факера Цукер з рецесивною мутацією гена рецептора лептину розвивається важке ожиріння раннього віку, асоційоване з гіперфагією, гіперлептинемією та гіперінсулінемією (23,24). Використовуючи цю лептино- та інсулінорезистентну модель гризунів, ми дослідили, чи може надмірне виробництво POMC у гіпоталамусі зменшити масу тіла та ожиріння та покращити метаболізм глюкози у щурів Цукера із ожирінням. Крім того, деякі дані свідчать про те, що тахіфілактика опосередкованого МЦ зменшення споживання їжі розвивається після хронічного фармакологічного лікування агоністів МС у гризунів (25, 26). Таким чином, другою метою цього дослідження було вивчення наслідків довгострокової цілеспрямованої надмірної експресії POMC на опосередковану МЦ анорексичну реакцію.

Недавні успіхи у використанні рекомбінантного аденоасоційованого вірусу (rAAV) для отримання довгострокової експресії трансгенів дають можливість перевірити наші гіпотези (27). Є багато переваг використання rAAV, включаючи непатогенність, неімуногенність, високу життєздатність віріону та, що найважливіше, довгострокову експресію доставленого трансгену. Вектор rAAV типу 2 був однозначно успішним як вектор переносу гена в ЦНС (28).

У цьому дослідженні ми використовували вектор rAAV типу 2, що кодує мишачий POMC (rAAV-POMC), щоб оцінити довгострокові наслідки доставки гена POMC на енергетичний баланс, термогенез BAT та передачу сигналу MC гіпоталамусу у ожирілих щурів Цукера. З цією метою ми вводили rAAV-POMC або контрольні вектори двобічно в дугоподібне ядро ​​гіпоталамуса пацуків Цукера із ожирінням протягом 38 днів і оцінювали споживання їжі, масу тіла, ожиріння, рівень гормонів та метаболітів у сироватці крові, білок BAT UCP1, гіпоталамусний POMC, Рівні мРНК AgRP та фосфорилювання гіпоталамусу зв’язуючого білка елемента відповіді на цАМФ (CREB) (29).