Внутрішньочеревне введення фолістатину сприяє побурінню адипоцитів при дієті з високим вмістом жиру

Ролі Курація даних, офіційний аналіз, розслідування, написання - оригінальний проект, написання - огляд та редагування

Філія Пекінського передового інноваційного центру харчового харчування та здоров'я людини, Коледж харчових наук та харчової інженерії, Китайський сільськогосподарський університет, Пекін, Китай

Ролі Концептуалізація, програмне забезпечення

Ролі Курація даних

Філії Пекінського передового інноваційного центру харчового харчування та здоров'я людини, Коледж харчових наук та харчової інженерії, Китайський сільськогосподарський університет, Пекін, Китай, Ключова лабораторія оцінки безпеки генетично модифікованих організмів (безпека харчових продуктів), Міністерство сільського господарства, Пекін, Китай

Придбання фінансування ролей

Афілійований відділ репродуктивної фізіології Чжецзянської академії медичних наук, Ханчжоу, Китай

Ролі Концептуалізація, придбання фінансування, методологія, написання - огляд та редагування

Хаою Лі,
Чуанхай Чжан,
Джуню Лю,
Венья Се,
Вентао Сю,
Фей Лян,
Куньлунь Хуан,
Сяоюн Хе

Виправлення

5 грудня 2019 р .: Li H, Zhang C, Liu J, Xie W, Xu W, et al. (2019) Виправлення: Внутрішньочеревне введення фолістатину сприяє побурінню адипоцитів у мишей, що страждають ожирінням з високим вмістом жиру. PLOS ONE 14 (12): e0226344. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0226344 Виправлення перегляду

Цифри

Анотація

Зі стрімким економічним розвитком поширеність ожиріння надзвичайно зросла у всьому світі. Ожиріння може спричинити різні метаболічні захворювання, такі як атеросклероз, діабет, гіпертонія та ішемічна хвороба серця, які суттєво загрожують здоров’ю та добробуту людей. Коричневі та бежеві жирові тканини відіграють важливу роль у термогенезі ссавців. Недавні дослідження показали, що фолістатин (FST) може потенційно викликати побуріння білої жирової тканини (WAT). У цьому дослідженні мишам, що страждають ожирінням з високим вмістом жиру, протягом одного тижня вводили фолістатин для вивчення впливу фолістатину на побуріння та метаболізм та для визначення механізму. Результати показали, що фолістатин пригнічував ожиріння, спричинене дієтою з високим вмістом жиру та підвищеною чутливістю до інсуліну, витратами енергії та підрум’яненням підшкірного жиру. Сприятливий ефект зберігався навіть після періоду відміни. Фолістатин сприяв секреції іризину з підшкірного жиру через сигнальний шлях AMPK-PGC1α-ірисин, який викликає побуріння ВАТ, і активував шлях інсуліну в бежевому жирі, сприяючи тим самим метаболізму.

Цитування: Li H, Zhang C, Liu J, Xie W, Xu W, Liang F, et al. (2019) Внутрішньочеревне введення фолістатину сприяє побурінню адипоцитів у мишей, що страждають ожирінням з високим вмістом жиру. PLoS ONE 14 (7): e0220310. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0220310

Редактор: Кай Сун, Техаський університет охорони здоров'я в Х'юстоні, США

Отримано: 17 грудня 2018 р .; Прийнято: 12 липня 2019 р .; Опубліковано: 31 липня 2019 р

Наявність даних: Усі відповідні дані містяться в рукописі та на малюнках.

Фінансування: Ця робота була підтримана великими спеціальними проектами з вирощування генетично модифікованих організмів (номер гранту: 2018ZX0801106B) для XH, Фондом природничих наук провінції Чжецзян (LQ14C120001) та Національним фондом природничих наук для молодого вченого (81501241) для ФЛ. Фінансисти не мали жодної ролі у розробці досліджень, зборі та аналізі даних, прийнятті рішення про публікацію чи підготовці рукопису.

Конкуруючі інтереси: Автори заявили, що не існує конкуруючих інтересів.

Вступ

Коричнева жирова тканина (НДТ) відіграє важливу роль у не тремтячому термогенезі, особливо у новонароджених [1]. BAT відрізняється від WAT щодо енергетичного обміну. ВАТ зберігає енергію переважно у формі тригліцеридів у періоди надмірного споживання енергії, де НДТ виділяє тепло, сприяючи споживанню тригліцеридів та глюкози [2]. BAT характеризується накопиченням жиру у вигляді багатокульових крапель ліпідів та наявністю численних мітохондрій, що містять унікальний термогенний білок, який називається роз’єднуючим білком 1 (UCP1). UCP1 рясно експресується в мітохондріях НДТ ссавців і може спалювати хімічне паливо, роз'єднуючи клітинне дихання для захисту від ожиріння [3].

Коли білі адипоцити стимулюються специфічними факторами, такими як холод або β3-адренорецептор, розмір білих адипоцитів зменшується, збільшується виробництво тепла, і адипоцити починають підрум’янюватися до бежевих клітин [4]. Жирова тканина бежевого кольору за морфологією та функцією схожа на BAT, оскільки вона складається з багатоколірних крапель ліпідів і містить велику кількість мітохондрій. На додаток до UCP1, інші ключові BAT-селективні гени сильно експресуються, такі як Prdm16, Pgc1α та Pparγ. Ці BAT-селективні білки можуть сприяти метаболізму ліпідів та збільшувати витрати енергії [5, 6]. Добре встановлено, що НДТ та бежевий жир можуть покращити чутливість до інсуліну та зменшити масу тіла у людей та експериментальних тварин. Крім того, високий рівень білків CD137 та TMEM26 виражається у бежевому жирі, який є ключовими селективними маркерами в жировій тканині бежевого кольору.

У мишей із надмірною експресією FST маса НДТ зростала, а експресія BAT-селективних та бежево-селективних білків у WAT зростала, що свідчить про утворення бежевої жирової тканини. Одночасно зросли рівні експресії фосфорилювання pp38MAPK/pERK1/2 [16]. Інгібування шляху pp38MAPK/pERK1/2 у клітинах 3T3-L1 перешкоджає FST-індукованій підвищеній білкові концентрації білка UCP1, припускаючи, що FST може індукувати побуріння ВАТ через шлях pp38MAPK/pERK1/2. Підрум'янення WAT спостерігалося у мишей, що нокаутували MST, і було показано, що це відбувається через активацію шляху AMPK-PGC1α-Fndc5 у м'язах [12]. Домен фібронектину типу III, що містить 5 (Fndc5), що є попередником речовини іризину, діє як м’язовий фактор, що сприяє експресії коричневих жирів та пов’язаних з ними белків. Як нещодавно визначений міокін, іризин може сприяти експресії BAT-селективних та бежево-селективних білків [17]. Насправді Fndc5 виділяється не тільки в м’язах, але й у ВАТ [18]. Як інгібітор MST, FST може індукувати побуріння WAT через шлях AMPK-PGC1α-Fndc5 [19].