Внутрішньошлуночкові ін’єкції LKB1 інгібують утворення щурів, спричинених дієтою
Кафедра анатомії та гістології людини,
Тяньцзінський медичний університет Тяньцзінь 300070, (Китай)
Тел. 13512093065, електронна пошта [email protected]
Статті, пов’язані з "
- Електронна пошта
Анотація
Вступ
Глобальна проблема ожиріння пов'язана з підвищеним ризиком метаболічних захворювань, таких як діабет 2 типу, інсульт, серцеві захворювання, гіпертонія та рак [1-3]. Ожиріння, ймовірно, спричинене енергетичним дисбалансом, що характеризується великим споживанням енергії відносно низьких витрат енергії [4, 5]. Термогенез у жировій тканині є важливим фактором загальних витрат енергії; тому посилення термогенезу в жировій тканині є перспективною терапевтичною стратегією для поліпшення стану ожиріння [6-9].
Дугоподібне ядро (ARC) гіпоталамуса приймає та інтегрує різні входи від периферійних органів і згодом контролює споживання їжі та витрати енергії [22]. Нейрони ARC поділяються на дві різні групи, які діють разом, щоб регулювати поведінку годування: ті, що експресують орексигенні нейропептиди NPY/AgRP (нейропептид Y/пов'язаний з агуті пептидом), і ті, що експресують анорексигенні пептиди POMC/CART (про-опіомеланокортин та кокаїн та амфетамін -пов'язана стенограма) [23]. Різні енергетичні датчики були залучені в клітинний механізм ARC, який регулює метаболізм у всьому тілі. Зниження регуляції AMPKα в ARC сприяє втраті ваги тіла та зменшенню споживання їжі. Таким чином, AMPK необхідний для зондування глюкози як в нейронах AgRP, так і в POMC, а отже і для контролю енергетичного балансу [24]. Нейрони POMC з дефіцитом LKB1 демонструють порушення метаболізму печінкової глюкози з основним зменшенням вивільнення α-меланоцитостимулюючого гормону (α-MSH) з гіпоталамуса [18].
Доведення аденоасоційованого вірусу (AAV) було продемонстровано безпечним і призвело до високої та довготривалої експресії у доклінічних та клінічних дослідженнях [25]. Раніше ми несподівано виявили, що щури з ожирінням, спричиненим дієтою (DIO), мають низький рівень LKB1 у гіпоталамусі [26]. У цьому дослідженні, щоб точно проаналізувати ефект ожиріння LKB1 у щурів DIO, ми вводили LKB1 через доставку AAV у третій шлуночок. Ми виявили, що регуляція LKB1 в гіпоталамусі активувала вісь нейронів симпатичної нервової системи (SNS) нейронів AMPK-POMC, яка може вивільняти адреналін для сприяння побурінню білого жиру. І навпаки, підвищена експресія MC3R/MC4R гальмувала споживання їжі. Ці результати дозволяють припустити, що LKB1 у гіпоталамусі відіграє ключову роль у центральній регуляції ожиріння та забезпечує новий підхід для дослідження централізовано регульованого енергетичного балансу.
Матеріали і методи
Тварини
Самці щурів Спраг-Доулі (140-160 г) були придбані в Пекінській академії військових наук (Пекін, Китай). Тварин утримували в контрольованому середовищі з постійною температурою та підтримували у стандартному циклі 12: 12 год світло/темно (світло світиться о 07: 00, світло вимикається о 19: 00). Для акліматизації в новому середовищі всіх щурів годували стандартною лабораторною чау і доступною водою ad libitum протягом першого тижня. Після адаптації щурам робили внутрішньошлуночкові (ICV) ін’єкції AAV. Після хірургічного втручання щурів розподілили випадковим чином на чотири групи: (1) група жирної їжі з контрольним AAV-EGFP (CF-AAV; 2,0 × 10 8 векторних геномів), яку годували стандартною лабораторною чау (3,8 ккал/г); (2) група з високим вмістом жиру з Control-AAV-EGFP (HF-AAV; 2,0 × 10 8 векторних геномів); (3) група з високим вмістом жиру з низьким титром LKB1-AAV-EGFP (HF-LKB1-L; 2,0 × 10 8 векторних геномів); та (4) група з високим вмістом жиру з високим титром LKB1-AAV-EGFP (HF-LKB1-H; 2,0 × 10 10 векторних геномів), що харчується дієтою з високим вмістом жиру (HFD; 4,76 ккал/г). Масу тіла реєстрували щотижня. Споживання їжі вимірювали щодня. Після годування протягом 9 тижнів жирову тканину, печінку та гіпоталамус збирали наприкінці дослідження.
Усі процедури по догляду за тваринами проводились відповідно до Керівних принципів Комітету з догляду за тваринами Медичного університету Тяньцзіня.
AAV векторний дизайн та підготовка
Клонування та мутагенез проводили за стандартними методиками. Для підготовки вектора використовували два типи трансгену: Control-AAV-EGFP (ген EGFP, керований промотором CMV) та LKB1-AAV-EGFP (ген LKB1, керований промотором CMV). Вектори AAV генерувались шляхом трансфекції клітин AAV-293, як описано раніше [27]. Фізичні титри (у векторних геномах на мікролітр) визначали кількісною ПЛР на 2720 Therm Cycler (Applied Biosystems, Camarillo, USA) з використанням In-Fusion TM PCR Cloning Kit (Clontech, USA) та наступним набором праймерів: вперед, 5′-TGG AGG TAG TGG AAT GGA TCC CGC CAC CAT GGA CGT GGC TGA CCC CCA GC-3 ′ і реверс, 5′-CTC ACC ATG GTG GCG GGA TCCTGC TGC TTG CAG GCC GAG AGC-3 ′.