Adiponektin expresszió az emberi zsírszövetből

Kapcsolat az elhízással, az inzulinrezisztenciával és a tumor nekrózis faktor-α expressziójával

  1. Philip A. Kern,
  2. Gina B. Di Gregorio,
  3. Tong Lu,
  4. Negah Rassouli és
  5. Gouri Ranganathan
  1. 1 Arkansasi Közép-Veterán Egészségügyi Rendszer és Orvostani Tanszék, Endokrinológiai Osztály, Arkansasi Orvostudományi Egyetem, Little Rock, Arkansas
  1. Címzett levelezés és újranyomtatási kérelmek Philip A. Kern-hez, a Közép-Arkansas-i Veterán Egészségügyi Rendszer kutatásának vezérkari főnökéhez, 598/151 LR, 4300 West 7th St., Little Rock, AR 72205. E-mail: kernphilipauams.edu

Kapcsolat az elhízással, az inzulinrezisztenciával és a tumor nekrózis faktor-α expressziójával

Absztrakt

Az adiponektin egy 29 kDa méretű adipocita fehérje, amely az elhízás és a lipodystrophia inzulinrezisztenciájához kapcsolódik. Az adiponectin expressziójának szabályozásának jobb megértése érdekében megmértük a plazma adiponectin és a zsírszövet adiponectin mRNS szintjét nem cukorbetegeknél, különböző mértékű elhízással és inzulinrezisztenciával. A plazma adiponektin és az adiponektin mRNS szintje erősen korrelált egymással (r = 0,80, P 2 összehasonlították, a nőknél kétszer magasabb volt a testzsír százalék, plazma adiponektin szintjük azonban 65% -kal magasabb (8,6 ± 1,1 és 14,2 ± 1,6 μg/ml férfiaknál, illetve nők; P 126 mg/dl, 2 órás glükóz> 200 mg/dl) kizárták. A 62 alany közül 15-nél csökkent a glükóz tolerancia a 2 órás 140–200 mg glükóz teszt alapján/dl, és ezek közül 4-nél az éhgyomri glükóz károsodott, az éhomi glükóz értéke 110–126 mg/dl volt. Ezután az alanyoknak gyakran mintavételezett intravénás glükóz-tolerancia tesztet (FSIVGT) és zsírszöveti biopsziát vetettek alá, amelyeket külön napokon végeztek.

adiponektin

A vizsgálati alanyok jellemzőit az 1. táblázatban mutatjuk be. A vér lipidjeit, a glükózt és a HbA1c-t standard klinikai vizsgálatokkal mértük. A vizsgált 62 alany közül 50 nő és 12 afroamerikai volt. Az alanyok a soványtól a nagyon elhízottig terjedtek (BMI tartomány 19–65 kg/m 2). Néhány alany mérsékelt diszlipidémiát mutatott, de egyetlen alany sem mutatott éhomi triglicerideket> 400 mg/dl. A testösszetételt bioelektromos impedancia segítségével határoztuk meg (18).

Az inzulin érzékenységének mérése.

Az in vivo inzulinérzékenység mérését éhgyomorra végeztük az FSIVGT klasszikus tolbutamiddal módosított minimális modellanalízisével (19,20), amelyet az euglikémiás bilincs ellen validáltunk (21,22). Négy bazális vérmintát vettünk a 0. időpontban. A betegeknek intravénás glükóz bolust (11,4 g/m 2), majd 20 perccel később tolbutamid injekciót (125 mg/m 2) kaptak. Ezután a szokásos protokoll szerint gyakran vért vettünk. A glükózt glükóz-oxidáz módszerrel mértük glükózanalizátorban, az inzulint pedig radioimmun-assay (RIA; Indiana University School of Medicine, Indianapolis, IN) endokrinológiai laboratóriummal. Az inzulinérzékenységi indexet (SI) a MINMOD programmal számolták, a glükózra adott akut inzulinválasz (akut inzulinválasz a glükóz [AIRglu]) mellett (20).

A zsírszövet biopsziája.

A hasi szubkután zsírszövetet (~ 5 g) metszéssel eltávolítottuk minden betegről. A szövet egy részét azonnal folyékony N2-be fagyasztották a későbbi RNS-kivonáshoz, míg a többi szövetet hideg Dulbecco-féle módosított Eagle-táptalajba (DMEM) helyezték más vizsgálatok céljából. Az adiponektin és a TNF-α szekréciójának mérésére ~ 500 mg zsírszövetet daráltunk, és 37 ° C-on változó időtartamra szérummentes DMEM-be (pH 7,4, 10 mmol/l HEPES) helyeztük, amint azt korábban leírtuk (23). A citokinek szekréciójának összehasonlítása a különböző alanyok között mértük a citokin szintjét a táptalajban 2 óra elteltével 37 ° -on. Az összes adatot vagy a zsírsejt-tartalomra (24), vagy a sejtszámra normalizáltuk a zsírsejt-méret különbségének ellenőrzése céljából. A sejtszámot DiGirolamo és munkatársai módszerével mértük. (25).

A citokin expresszió mérése.

Az adiponektin fehérje méréséhez radioimmun vizsgálatot alkalmaztunk (Linco Research, St. Charles, MO). Ez a vizsgálat 4,3% -os vizsgálaton belüli változást és 7,1% -os vizsgálati különbséget mutat. Ezt a vizsgálati módszert alkalmazták az adiponektin mérésére az éhomi plazmában, valamint a zsírszövet által történő szekrécióra, a fentiek szerint. Az adiponektin mRNS szintjét Northern-blot-módszerrel mértük, a cDNS-t felhasználva az emberi adiponektinhez, és ugyanazokat a blotokat a cDNS-től a 18S RNS-hez konstitutív próbaként reprobáltuk (1B. Ábra). Az adiponektin mRNS expressziójának kvantitatív meghatározásához a blotokat densitometriával elemeztük, és az adiponektin/18S RNS arányt tetszőleges egységként adtuk meg.

TNF-a expresszió.

A TNF-a mRNS szintjét a korábban leírt módon, kompetitív RT-PCR alkalmazásával mértük (26). Röviden, 0,4 μg zsírszövetből származó összes RNS-t adtunk hozzá egy növekvő mennyiségű versenytárs RNS-konstrukcióhoz, amely egy belső 49-nt deléciót tartalmaz. Az RT és PCR reakciók után a termékeket 2% -os agarózgélen oldottuk, és az etídium-bromiddal festett gélt kvantitáltuk. Az adatokat az összes RNS mikrogrammjára eső „kópiaszámként” fejezzük ki, ahol a „kópiaszám” a TNF-a mRNS termék és a cRNS közötti ekvivalencia pontban hozzáadott cRNS kópiák számát jelenti. A TNF-α és IL-6 fehérjét enzimhez kapcsolt immunszorbens vizsgálatokkal (R&D Systems, Minneapolis, MN), a leptint pedig RIA-val (Linco Research) mértük.

Statisztika.

Minden adatot átlag ± SE értékként fejezünk ki. A trendek elemzését lineáris regresszióval végeztük. Két csoport összehasonlításakor egy Student t tesztet alkalmaztunk, és a három vagy annál nagyobb csoportok közötti adatok elemzéséhez egyirányú ANOVA-t és másodlagos elemzést végeztek a Student t-próbájával Bonferroni korrekcióval.

EREDMÉNYEK

Adiponektin expresszió és kapcsolat az elhízással.

Az adiponektin és az inzulinrezisztencia kapcsolata erősebb volt, mint az elhízással, és nem figyeltek meg nemi különbségeket. Ezen túlmenően az adiponektin és az inzulinérzékenység közötti összefüggés független az elhízástól, amit az életkor és a BMI szempontjából egybehangzó, de az SI esetében diszponáns alanyok egyeztetése mutatott. Ezzel szemben a leptin nem különbözött ezekben a csoportokban. Egy korábbi tanulmányban bebizonyítottuk, hogy a TNF szekréciója és a plazma IL-6 az inzulinrezisztenciával is összefügg, függetlenül az elhízástól (23). Így ezek az adatok arra utalnak, hogy a zsírszövet számos citokint expresszál, amelyek együttesen szorosan kapcsolódnak a perifériás inzulinérzékenységhez.

Bár az adiponektin szintje szignifikánsan társult az SI-hez, nem találtunk bizonyítékot az adiponektin szint és az inzulin szekréció közötti összefüggésre. Ez azért érdekes, mert a szigetek lipidtartalma és az inzulin szekréciója közötti potenciális kapcsolat áll fenn. A troglitazon és más peroxiszóma-proliferátor-aktivált receptor-y agonisták növelik az adiponektinszintet (35–37), alacsonyabb szigeti lipidtartalmat és javítják a β-sejtek működését Zucker diabéteszes patkányokban (41). Mivel az adiponektint összekapcsolják a szövetekben a lipidek felhalmozódásának csökkenésével (13), lehetséges, hogy az adiponektin a szigetek lipidtartalmát is csökkenti, ami fokozott inzulinszekrécióhoz vagy javuló β-sejtes válaszhoz vezet az inzulinrezisztenciára. Bár ezek a vizsgálatok nem tesztelték teljes körűen ezt a koncepciót, nem találtunk bizonyítékot a javult β-sejt kompenzációra magas adiponektinszinttel rendelkező alanyokban.

Számos bizonyíték azt sugallta, hogy a zsírszövet által a TNF-α túltermelés szerepet játszhat az elhízással kapcsolatos inzulinrezisztenciában. A TNF magasabb szinten expresszálódik az elhízott rágcsálók és emberek zsírsejtjeiben (26,42,43), és a TNF knockout egerek nem válnak inzulinrezisztenssé diéta által kiváltott elhízás esetén (44). Ezenkívül az oldható TNF-kötő fehérje inzulinrezisztens fa/fa patkányokba történő infúziója javította az inzulinérzékenységet és javította az inzulinreceptor autofoszforilezésének hibáját (42,45). Egy nemrégiben készült tanulmány leírta az adiponektin és a TNF-a közötti kapcsolatot adiponektin knockout egerekben (16). Bár az adiponektin knockout egerek normális vércukorszintet és inzulint mutattak ki alapállapotban, magas zsírtartalmú étrendjükkel nagyon inzulinrezisztenssé váltak. A TNF expressziója magasabb volt az adiponectin knockout egereknél, és az adiponectin beadása ezekben az egerekben az inzulinrezisztencia javulását és a TNF expresszió csökkenését eredményezte. Tehát ezek az egereken végzett vizsgálatok arra utalnak, hogy a TNF-α és az adiponectin lehetnek egymás antagonistái, vagy hogy az egyik citokin képes szabályozni a másik expresszióját.