Вплив ожиріння у дітей на запалення, вроджену частоту імунних клітин та метаболічну мікроРНК
Ейрін Каролан, Ендрю Е. Хоган, Мішель Корріган, Гадінтшвер Гаоцве, Жан О'Коннелл, Ніам Фолі, Люк А. О'Ніл, Деклан Коді, Донал О'Ші, Вплив ожиріння у дітей на запалення, Вроджена частота імунних клітин, and Metabolic MicroRNA Expression, Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, том 99, випуск 3, 1 березня 2014 року, сторінки E474 – E478, https://doi.org/10.1210/jc.2013-3529
Ожиріння характеризується хронічним запаленням, порушенням імунної регуляції та зміною експресії генів, пов’язаних із цукровим діабетом 2 типу та серцево-судинними захворюваннями. Ступінь, до якої ці зміни відбуваються при дитячому ожирінні, не до кінця визначена.
Метою було дослідити вплив ожиріння у дітей на частоту імунних клітин, активацію макрофагів, продукцію цитокінів та специфічні регулятори експресії метаболічних генів. Профілювання проводили на периферичній крові 29 дітей із ожирінням та 20 осіб, які не страждають ожирінням, за допомогою ПЛР в режимі реального часу, ІФА та проточної цитометрії.
Глюкоза натще була подібною в обох групах, але спостерігався вищий ступінь резистентності до інсуліну у пацієнтів із ожирінням (модель оцінки гомеостазу щодо резистентності до інсуліну, 4,8 проти 0,84; P
Ожиріння пов'язане з розвитком серйозних супутніх метаболічних захворювань, включаючи передчасні серцево-судинні захворювання та цукровий діабет 2 типу (T2DM).
Вплив ваги на імунну та метаболічну системи зараз вважається динамічним двонаправленим процесом. Зміни імунної системи при ожирінні у дорослих добре описані, але вплив ожиріння у дітей на імунний статус був менш вивчений і є основною темою цієї роботи.
Запалення лежить в основі багатьох супутніх захворювань, пов’язаних з ожирінням. Прозапальні цитокіни надмірно експресуються при ожирінні дорослих і пов'язані з метаболічним синдромом (1). Подібні прозапальні профілі були описані у дітей, повідомлялося про підвищений С-реактивний білок у дітей із ожирінням у віці від 3 років (2–4). Зазначено, що запальні параметри, такі як IL-6, IL-8, IFN-γ, TNF-α, моноцитарний хемоаттрактантний білок-1 та активовані моноцити, є підвищеними, а протизапальний адипокін, адипонектин, знижений у людей із ожирінням. у порівнянні з дітьми з нормальною вагою (4–7).
Макрофаги відіграють певну роль в індукованій ожирінням резистентності до інсуліну і є основним фактором, що сприяє запаленню жирової тканини (8). У здорових суб’єктів макрофаги є регуляторними клітинами М2, що продукують протизапальний цитокін IL-10. При ожирінні макрофаги поляризуються до запального фенотипу M1, виробляючи прозапальний цитокін IL-1β. У міру того, як макрофаги стають провоспалительними, видалення рецептора гаптоглобіну-гемоглобіну CD163 стає регульованим і вимірним як розчинний CD163 (sCD163). sCD163 сильно пов'язаний з резистентністю до інсуліну незалежно від параметрів запалення, таких як TNF-α (9). Нещодавно ми визначили роль клітин iNKT у регуляції ваги та метаболізму при ожирінні дорослих (10). Виснаження клітин iNKT у мишей із ожирінням пов'язане з проліферацією жирових макрофагів M1 (10).
Ця мережа ожиріння, порушення регуляції імунних клітин та запалення взаємопов’язана з метаболізмом жирних кислот та сигналізацією інсуліну. Ми вирішили вивчити три критичні генні регулятори перед цими метаболічними шляхами. МікроРНК (miRs) - це невеликі некодуючі РНК, які модифікують експресію гена-мішені посттранскрипції та сильно пов'язані з метаболічними захворюваннями у мишачих моделей та дорослих людей (11). MiR-33a та MiR-33b експресуються в багатьох тканинах, включаючи макрофаги та цільовий білок, що зв'язує стерол-регуляторний елемент, який регулює гомеостаз ліпідів та холестерину (12). MiR-107 регулює чутливість до інсуліну, націлюючи на білки плазматичної мембрани кавеол, зменшуючи кількість рецепторів інсуліну та негативно впливаючи на передачу сигналів інсуліну нижче (13, 14). Підвищена експресія miR-107 була описана у дорослих популяцій із ожирінням, стійкими до інсуліну.
Це дослідження досліджує рівні sCD163, частоту циркулюючих клітин iNKT, цитокіновий профіль та експресію miR у дітей із ожирінням та неблудими.
Предмети та методи
Когорти вивчення
Етичне схвалення було надано Комітетом з етики, Дитяча лікарня Богоматері, Дублін, Ірландія. Батьки всіх пацієнтів дали письмову інформовану згоду.
Набрано сорок дев'ять дітей (29 осіб, що страждають ожирінням, 20 осіб, які не страждають на вік) у віці 6–18 років. Суб'єкти були класифіковані як люди з ожирінням або без них, використовуючи сентиальні таблиці Міжнародної групи з питань ожиріння (BMI). ІМТ розраховували як вагу (кілограми)/зріст (метри) 2. Рівні інсуліну (пікомолі/літр), глюкози (мілімолі/літр) та холестерину (мілімолі/літр) вимірювали після 12-годинного голодування. Всім учасникам було проведено клінічне обстеження, а детальний анамнез, що охоплював минулу історію хвороби, стан здоров’я, кількість та тяжкість попередніх інфекцій, виникнення недавньої інфекції та використання протизапальних препаратів. Діти з основним дефіцитом гормону, генетичним розладом, запальним станом або виникненням недавньої гострої інфекції були виключені.
Аналіз мононуклеарних клітин сироватки та периферичної крові (PBMC)
Зразки PBMC виділяли шляхом щільного центрифугування, як описано раніше (10). Клітини культивували в трьох примірниках протягом 24 годин лише в середовищі, середовищі з ліпополісахаридом (LPS) (10 мкг/мл) або середовищі з форболом міристат ацетатом (10 нг/мл) та іономіцином (5 мкг/мл). Сироватки та супернатанти клітин аналізували на вміст цитокінів, адипокінів та sCD163 методом ІФА.
Проточний цитометричний аналіз
PBMC фарбували для клітин iNKT з використанням моноклональних антитіл BD (6B11/CD3, BD Biosciences), як описано раніше (14). Клітини аналізували за допомогою програмного забезпечення FlowJo. Клітини електронно замикали (лімфогати) за їх щільністю та зернистістю та допитували для маркерів, що цікавили. Результати виражаються у відсотках від загальної кількості Т-клітин і визначаються з використанням потоку мінус-1 (контроль FMO).
Циркулюючий аналіз miR
Загальну РНК із збереженням малих РНК витягували з РВМС, використовуючи набір miRNeasy (QIAGEN) згідно з інструкціями виробника. Для всіх зворотних транскрипцій miR використовували специфічні для зворотної транскриптази праймери для miR-33a, miR-33b та miR-107 (Applied Biosystems). Індивідуальні кількісні ПЛР проводили на швидкій системі реального часу 7900HT (Applied Biosystems, Life Technologies) з використанням зондів miR-33a, miR-33b та miR-107 Taqman miR. SnoU6 використовували для нормалізації досліджень експресії miR. Відносну кратну зміну експресії розшифровки цільового гена визначали за допомогою методу порівняльного порогового циклу (2 -ΔΔCT).