Az Omentin plazmaszintje és a génexpresszió csökken az elhízásban

Absztrakt

Az elhízás krónikus kóros állapot, valamint a 2-es típusú cukorbetegség és a szív- és érrendszeri betegségek (1–4) kockázati tényezője. Számos tanulmány kimutatta, hogy különösen a zsigeri elhízás szorosan összefügg az inzulinrezisztenciával, a hiperglikémiával, a diszlipidémiával és a magas vérnyomással. Egyes vizsgálatokban a szubkután zsírlerakódás a szív- és érrendszeri betegségek kockázatának csökkenésével is társult (5–9). A zsírszövet-eloszlás különbségeinek eltérő kóros következményeinek fényében nagyon érdekes a viscerális és a szubkután zsírszövet-depók közötti molekuláris különbségek megoldása. Bár az anatómiai elhelyezkedés és a vaszkularizáció egyértelműen különbözik egymástól (10), a visceralis (omentális) és a szubkután zsírszövetek közötti anyagcsere és szekréciós profil közötti különbségek molekuláris alapja és azok hatása az egész test fiziológiájára még mindig nem teljesen ismert.

Az Omentin egy újonnan azonosított szekréciós fehérje, amely erősen és szelektíven expresszálódik a zsigeri zsírszövetben a szubkután zsírszövethez képest (11–13). Az Omentint más szövetekben azonosították alacsonyabb expressziós szinteken, és intelektin (14), bél laktoferrin receptor (15) vagy endotheliális lektin (16) nevet kapott. Bél Paneth sejtekben (17), endoteliális sejtekben (16) és zsigeri zsírsztróma-vaszkuláris sejtekben (11) fejeződik ki. In vitro vizsgálatok kimutatták, hogy az omentin az aktivált protein kináz Akt/protein kináz B aktiválásával és az inzulin által stimulált glükóz transzport fokozásával növeli az inzulin szignál transzdukcióját izolált humán adipocitákban. Így az omentin parakrin vagy endokrin szerepet játszhat az inzulinérzékenység modulálásában.

Az omentin homológját azonosították, amely 83% aminosav-azonosságot mutat az omentinnel/intelektinnel (16), és ezt omentin 2-nek fogják nevezni. A két omentin gén, az omentin 1 és az omentin 2, egymás mellett helyezkednek el az 1q22-ben. -q23 kromoszóma régió (18), amelyet korábban több populációban is összefüggésbe hoztak a 2-es típusú cukorbetegséggel (19–23).

Az omentin 1 viszcerális zsírban történő preferenciális expressziója, az omentin keringésben való jelenléte és az inzulinérzékenyítő potenciális szerepe alapján értékeltük az omentin szint összefüggését az elhízás, az inzulinrezisztencia és a kapcsolódó jellemzők mértékével. Kidolgoztunk és validáltunk egy kvantitatív Western-blot-vizsgálatot, amely lehetővé tette számunkra az omentinszintek mérését a plazmában. Megállapítottuk, hogy az omentin 1 az omentin fő keringő formája, és hogy annak plazmaszintje és a zsírszövet génexpressziója csökken az elhízás következtében. Ezenkívül a plazma omentin 1 pozitívan korrelál a plazma adiponektinnel és a HDL-rel, és negatívan korrelál a homeosztázis modell értékelésével (HOMA), amely az inzulinrezisztencia mértéke.

KUTATÁSI TERVEZÉS ÉS MÓDSZEREK

Ezekben a tanulmányokban egészséges önkéntesek vettek részt. A rosszindulatú betegségben, cukorbetegségben vagy súlyos vese-, máj- és/vagy pajzsmirigy-rendellenességekben szenvedő alanyokat kizárták. Egyik sem volt hormonpótló terápián. A vizsgálati protokollokat a Marylandi Egyetem és a Johns Hopkins Egyetem emberi jogi személyek kutatásának intézményi felülvizsgálati testületei hagyták jóvá. Tájékozott beleegyezést kaptak minden alanytól.

Az elhízás hatása az omentin gén expressziójára.

Az emberi zsigeri (omentális) zsírszöveteket 20 alanyból (2 férfi és 18 nő) nyertük, életkoruk (24–73 év) és BMI (21,5–66,6 kg/m 2) között, akik intraabdominális műtéten estek át az Egyetemen. Marylandi Orvosi Központ vagy a Johns Hopkins Bayview Orvosi Központ. Kivágás után a szöveteket azonnal folyékony nitrogénben lefagyasztották, és -80 ° C-on tárolták az ezt követő RNS-extrakció és kvantitatív RT-PCR elemzés céljából. Ezen alanyok egy alcsoportjában (n = 14, 2 férfi és 12 nő), életkor (24-50 év) és BMI (38,1-66,6 kg/m 2) tartományban, vérmintákat vettek egy éjszakai éhgyomorra látogatáskor a műtét napja előtt. A plazmát elválasztottuk és -80 ° C-on tároltuk az omentinszintek későbbi számszerűsítése céljából.

Az elhízás hatása az emberi plazma omentin szintjére.

A korábban leírt Amish Family Diabetes Study (AFDS) (24) 94 egészséges alanyból álló alcsoportját (54 nő és 40 férfi) választották 47 testvérnek, akik a legjobban megfelelnek az életkorhoz (5 éven belül) és a nemhez illesztett kritériumnak BMI diszkordancia (> 3,0 kg/m 2 különbség). A BMI-vel ellentétes testvérpár kialakítását úgy választották meg, hogy maximalizálja a BMI-vel való összefüggés detektálásának erejét. Egy alany nem esett a vizsgálat kimutatási határai közé, és két alanyot szélsőségesnek tekintettek (> 3 SD az átlagtól). Következésképpen ezt a három alanyot kizárták az összes elemzésből. Ezért a testvérpárok elemzésében 44 párot használtak. További elemzések céljából a résztvevőket (n = 91, 52 nő és 39 férfi) három csoportba soroltuk: 1) sovány (n = 39; BMI 2), 2) túlsúlyos (n = 30; 25 kg/m 2 ≤ BMI) 2) és 3) elhízott (n = 22; BMI ≥30,0 kg/m 2).

Az omentin 1 és az omentin 2 azonosítása az emberi plazmában kétdimenziós gélelektroforézissel.

Az emberi plazma omentinszintjének számszerűsítése.

Az emberi plazma adiponektin szintjének számszerűsítése.

Az összes adiponektin-szintet az éhomi plazma mintákban határoztuk meg kereskedelmi radioimmunoassay-készlettel (Linco Research, St. Louis, MO). A mintákat két példányban elemeztük és automatizált Packard Cobra-II Auto Gamma számlálóval (Perkin-Elmer, Wellesley, MA) mértük. A párhuzamos méréseket, amelyek száma meghaladja a 10% -ot, elutasítottuk, és a mintákat újból teszteltük.

Kvantitatív valós idejű PCR elemzés.

Az Omentin 1 és az omentin 2 mRNS szintjét valós idejű kvantitatív RT-PCR-rel mértük egy LightCycler 480-ban (Roche Applied Science, Indianapolis, IN). A teljes RNS-t extraháltuk omentális zsírszövet mintákból Trizollal (Invitrogen). A teljes RNS-t reverz átírással írtuk le a Roche Transcriptor cDNS kit segítségével. A cDNS-t (50 ng) kvantifikáltuk LightCycler 480 Probes Master kit (Roche Applied Science) és Taqman szonda/primer készletek (omentin 1, Hs00214137_m1; omentin 2, Hs00365614_m1; Applied Biosystems, Foster City, CA) segítségével. A normalizáláshoz 18S mRNS-t (18S RNS, Hs999999_sl) használtunk belső kontrollként. Minden mintát két példányban futtattunk. Megismételjük azokat a duplikátumokat, amelyek SD-je> 0,25 ciklus küszöbértékkel rendelkezik. A specifikus mRNS-ek másolatszámát standard görbék felhasználásával kaptuk, amelyek az omentin 1 -et tartalmazó (11) és az omentin 2-t tartalmazó (pcDNA3) plazmidokkal készültek. A normalizált génexpressziós értékeket a LightCycler Relative Quantification szoftver (LightCycler 480; Roche Applied Science) alkalmazásával kaptuk.

Statisztikai analízis.

A családszerkezethez való igazodáshoz a SOLAR-ban (Sequential Oligogenic Linkage Analysis Routines) végrehajtott varianciakomponens-elemzést alkalmazták, amely lehetővé teszi a rokoni mátrix felvételét, lehetővé téve a rokonok közötti páron belüli maradék korrelációt, a keringő vér társulását társítva. omentinszint egyéb elhízással és metabolikus szindrómával kapcsolatos tulajdonságokkal amish alanyokban (25). Az elemzés előtt az adatokat Shapiro-Wilk teszttel teszteltük az eloszlás normalitására. Következésképpen a HOMA, a leptin, az inzulin és a triglicerid szint természetes log-transzformációval alakult ki a normális eloszlás elérése érdekében. Spearman rang-korrelációkat használtunk az omentin génexpresszió és más kvantitatív változók közötti összefüggések becslésére a nem amish (nem rokon) alanyokban SAS 9.1 szoftvercsomaggal (SAS, Cary, NC).

EREDMÉNYEK

Az emberi plazma minták detektálható omentin 1 szintet tartalmaznak, de nem tartalmazzák az omentin 2 szintet kétdimenziós Western blot módszerrel.

Az emberi plazma omentin 1 szintje negatívan korrelál az elhízás és az inzulinrezisztencia markerekkel.

Az omentin 1 mint fő omentin izoforma azonosítása az emberi plazmában. A tisztított omentint 1 (A), az emberi plazmát (B) és az emberi plazmát, valamint az exogén omentint 2 (C) kétdimenziós gélelektroforézisnek vetettük alá, és Western-blot-ot adtunk anti-humán omentin monoklonális antitesttel. A foltok immunreaktív 1-es és 2-es omentint jeleznek, pl.

Az omentin 1 szintjének meghatározása az emberi plazma mintákban. V: Emberi személyek plazma-mintáit („standard plazma”) (P1, P2 és P3 jelzéssel) és tisztított omentint 1 hat különböző koncentrációban (O1 – O6 jelöléssel) elektroforézissel párhuzamosan 10% -os SDS-PAGE gélen elektroforézissel blottolás anti-omentin antitestekkel. B: A standard görbét az ismert omentin-koncentrációk (•) és tetszőleges egységekben mért optikai sűrűségük ábrázolásával hoztuk létre. Ebből a standard görbéből extrapoláltuk az Omentin-koncentrációt a plazmában (▵).

A keringő omentin 1 szintje elhízással csökken. Az adatok átlag ± SE. A nők sovány (n = 21), túlsúlyos (ovw, n = 17) és elhízott (ob, n = 14) értékek 0,41 ± 0,03, 0,32 ± 0,04, illetve 0,32 ± 0,05. A férfiak sovány (n = 18), túlsúlyos (ovw, n = 13) és elhízott (ob, n = 8) értékek 0,33 ± 0,02, 0,30 ± 0,03 és 0,29 ± 0,03 voltak. A férfiak és nők három csoportja szerinti nem szerinti rétegzett elemzés P-értékeit (* P = 0,03, illetve ** P = 0,006) az életkor, a nem és a család felépítése alapján korrigált varianciakomponens-elemzéssel határoztuk meg. A plazma omentin 1 szintje magasabb volt a sovány nőknél, mint a sovány férfiaknál (*** P = 0,03).

A plazma omentin 1 szintje korrelációt mutat az elhízás és az inzulinrezisztencia markerekkel. A nem, életkor és családszerkezet alapján kiigazított varianciakomponens-elemzés alapján szignifikáns korrelációs együtthatókat találtunk a BMI-vel rendelkező plazma omentin 1 szintek között (n = 91, r = −0,34, P = 0,0007) (A); derék kerülete (n = 91, r = −0,35, P = 0,0005) (B); Ln HOMA index (n = 91, r = -0,33, P = 0,002) (C); és a plazma adiponektin szintje (n = 91, r = 0,29, P = 0,005) (D).

A zsigeri zsíros omentin 1 és 2 génexpresszió szintje csökken a BMI-vel. A zsigeri zsír omentin 1 (A) és az omentin 2 (B) mRNS-kópia – 18S RNS aránya, kvantitatív RT-PCR-rel mérve, negatívan korrelált a BMI-vel (n = 20, rs = −0,62, P = 0,006; n = 20, rs = −0,73, P = 0,0006; Spearman-korrelációk a nemhez és az életkorhoz igazítva). C: Jelentős pozitív korreláció volt az omentin 1 és 2 génexpressziós szintjei között (n = 20, rs = 0,76, P = 0,0002; Spearman-korreláció nemhez és életkorhoz igazítva).

Az Omentin 1 génexpresszió pozitívan korrelált az emberi plazma omentin 1 koncentrációival. A viszcerális omentin 1 mRNS-kópia – 18S RNS aránya, kvantitatív RT-PCR-rel mérve, pozitívan korrelált az emberi plazma omentin 1 szintjével (n = 14, rs = 0,60, P = 0,02; Spearman-korreláció).

Az AFDS alanyok demográfiai és klinikai jellemzői sovány, túlsúlyos és elhízott csoportokra oszthatók

A metabolikus szindrómához kapcsolódó tulajdonságok összefüggése a plazma omentin 1 szinttel 91 amish alanynál

Köszönetnyilvánítás

Ez a tanulmány megkapta az Országos Egészségügyi Intézmények DK-620931983, AG-20116, GM-08663 és P30-DK-072488 támogatását, valamint a Veteránok Igazgatósága, a Geriatriás Kutatási, Oktatási és Klinikai Központ támogatását.

Köszönetet mondunk Peter Gutierrez-nek (Marylandi Egyetem Greenebaumi Rákközpont) és Julie Ray-nek (Marylandi Egyetem Gyógyszerészeti Iskola) a tömegspektrometriás elemzésért.

Lábjegyzetek

Megjelent nyomtatás előtt a http://diabetes.diabetesjournals.org címen, 2007. február 28-án. DOI: 10.2337/db06-1506.

A cikk megjelenésének költségeit részben az oldaldíjak megfizetése fedezte. Ezért ezt a cikket ezennel „reklám” megjelöléssel kell ellátni a 18 U.S.C. Az 1734. § kizárólag ennek a ténynek a feltüntetésére.

Elfogadva 2007. február 20-án.
2006. október 26-án érkezett.

CUKORBETEGSÉG