Az elhízott egerek petefészkében a leptin rezisztencia összefügg a cumulus sejtek transzkriptómjának mély változásával

Keresse meg ezt a szerzőt a Google Tudósban
Keresse meg ezt a szerzőt a PubMed oldalon
Keresse meg ezt a szerzőt ezen a webhelyen
ORCID rekord António Galvão számára
Levelezés céljából: Antonio.Galvao @ babraham.ac.uka.galvao @ pan.olsztyn.plGavin.Kelsey @ babraham.ac.uk

ABSZTRAKT

Háttér/Célok Az elhízás meddőséggel, a petefészek teljesítményének csökkenésével és a lipotoxicitással jár. E reproduktív rendellenességek etiológiájáról azonban keveset tudunk. Itt feltételezzük, hogy a petefészek-fiziológiában bekövetkező változások többsége a diéta által kiváltott elhízásban (DIO) a megváltozott leptin szignalizáció utáni transzkripciós változások következménye. Ezért megvizsgáltuk, hogy az elhízás esetén a petefészekben mennyire változik a leptin jelátvitel, különös hangsúlyt fektetve a petesejt intim funkcionális társaira, a kumulusz sejtekre (CC) gyakorolt hatásokra. Ezenkívül a farmakológiai hiperleptinémiás (LEPT) egér modellt használtuk a transzkripciós profilok összehasonlításához a DIO-val.

Mód Az egereket 4 és 16 hétig DIO-nak (héten át) és 16 napig leptinnel kezeltük, hogy tanulmányozzuk a petefészekben a leptin jelátviteli komponenseiben jelentkező hatásokat transzkriptum és fehérje szinteken, Western blot, Real-time PCR és immunfestés alkalmazásával. Ezenkívül alacsony sejtes RNS-szekvenálást használtunk a CC-k transzkriptómjában bekövetkezett változások jellemzésére ezekben a modellekben.

Eredmények A DIO modellben az elhízás vezetett a petefészek leptin rezisztenciájának kialakulásához 16 hét magas zsírtartalmú étrend (HFD) után, amit a citokin jelátvitel 3 visszacsatoló szabályozó szuppresszorának növekedése (SOCS3) és a tirozin 985 tirozin foszforilációjának pozitív effektoraiban bekövetkezett csökkenés bizonyít. leptin receptor (ObRb-pTyr985) és Janus kináz 2 (pJAK2). A CC-k transzkriptóm elemzése komplex választ mutatott ki a DIO-ra, nagyszámú és különálló génkészlettel dereguláltak az elhízás korai és késői szakaszában; emellett szembetűnő összefüggés volt a testtömeg és a CC-k globális transzkripciós profilja között. További elemzés azt mutatta, hogy a 4 hét HFD CC-ben a transzkriptóm profil hasonlított a LEPT CC-kéhez a sejtkereskedelem és a citoszkeleton szerveződés károsodásának szabályozásában. Ezzel szemben 16 hét után a HFD CC-k expressziós változásokat mutattak, amelyek fokozott gyulladásos válaszokra, a sejtek morfogenezisére, valamint az anyagcsere és a transzport csökkenésére utalnak, elsősorban az elhízás fiziológiai változásainak következményeként.

Következtetés Az elhízás petefészek leptin rezisztenciához és a CC-k génexpressziójának jelentős időfüggő változásaihoz vezet, amelyeket a korai elhízás esetén a petefészekben megnövekedett leptin szignalizáció okozhat, míg késői elhízás esetén valószínűleg az anyagcserében bekövetkező változások következményei lesznek. elhízott anya.

BEVEZETÉS

Az elhízást a modern idők egyik legnagyobb közegészségügyi kihívásának tekintik, és számos társbetegséghez kapcsolódik, például metabolikus szindrómához, 2-es típusú cukorbetegséghez, rákhoz, stroke-hoz (1) és meddőséghez (2). Az elhízott nőknél fokozott a menstruációs rendellenességek és az anovuláció, a terhességi szövődmények és a rossz reproduktív kimenetel kockázata (3). Egérmodellekben az elhízást a petefészekben felhalmozódó lipidek és az ebből következő lipotoxicitás (4) és oxidatív stressz (5) jellemzi. Ennek ellenére az elhízás során a petefészek patogenezisének alapjául szolgáló pontos mechanizmusok továbbra sem jellemezhetők.

A mai napig keveset tudni a petefészekben az elhízás előrehaladása során szignalizáló leptin integritásáról és annak különös hatásáról a kumulus oophoros komplexre (COC). A kumulus sejtek (CC) a petesejtek növekedésének és anyagcseréjének létfontosságú szabályozói (21), szabályozzák a meiózis folytatását (22), valamint magát az ovulációs folyamatot (23). Így az e sejtekben az elhízás során bekövetkező események kórélettanának jobb ismerete lehetővé teszi számunkra, hogy megértsük azokat a molekuláris mechanizmusokat, amelyek a petefészek működésének romlásához és meddőséghez vezetnek. Ezenkívül a CC-k transzkripciós aláírását használták a petesejtek kompetenciájának vagy embrióminőségének előrejelzésére (24,25), bizonyítva az ilyen hivatkozások fontosságát az asszisztált reprodukciós technikákban. Itt jellemezzük először a leptinrezisztencia kialakulását a teljes petefészkekben a 4 és 16 héten át táplált étrend indukált elhízás (DIO) egerekből (hét). Ezt követően elemeztük a CC-k transzkripcióját az elhízás progressziója során, és azonosítottuk az idővel megváltozott gén expressziós aláírásokat. Végül a farmakológiai hiperleptinémia (LEPT) egérmodelljének felhasználásával meghatározzuk azokat a transzkripciós eseményeket, amelyeket a fokozott leptin szignalizáció közvetít a CC-kben az elhízás korai szakaszában.

ANYAGOK ÉS METÓDUSOK

Állati protokoll

Tenyészpárokat a C57BL/6J (B6) és a B6.Cg-Lep ob/J (ob/ob) törzsekből a Jacksons Laboratóriumból (The Jacksons Laboratory, Bar Harbor, Maine, USA) nyertünk. 8 hetes korban a B6 állatokat 2 csoportra osztották (n = 12/csoport). A DIO-ban a kontroll csoport ad libitum chow étrendet táplált (CD, 11% energia kcal-ban zsírból, 5053, rágcsáló-diéta 20, LabDiet IPS, London, Egyesült Királyság), míg a kísérleti csoport magas zsírtartalmú étrendet kapott (HFD, 58% energia kcal-ban zsírból, AIN-76A 9G03, LabDiet IPS). Az egereket 4 vagy 16 hétig tartottuk a megfelelő étrenden. A farmakológiai hiperleptinémia protokollt tekintve, 8 hét CD-vel táplált B6 nőstény nőstény egeret két csoportra osztottunk (n = 15/csoport): i) 16 napos sóoldat (d) (CONT); ii) leptin 16 d (rekombináns egér-leptin, GFM26, Cell Guidance Systems, Cambridge, Egyesült Királyság). Az állatokat intraperitoneálisan injektáltuk naponta kétszer, 09:00 és 21:00 órakor, és a leptin napi 100 μg/nap dózist adtuk be. Az ob/ob modellt illetően az egereket tizenkét hetes korukig nem választották el CD-n. Az összes protokoll esetében az egereket 12 órás fény/12 órás sötét ciklussal helyeztük el szobahőmérsékleten (23 °, RT).

A DIO fenotípus jellemzéséhez a testösszetétel változását 4 hétenként figyeltük meg magmágneses rezonanciával (NMR, Bruker, Rheinstetten, Németország), míg a LEPT modellben az állatokat három naponta fenotipizáltuk. Mértük a testtömeget (BW), a zsírtömeget (FM), a sovány tömeget (LM), az adipozitási indexet (AI, zsírtömeg/sovány tömeg) és a táplálékfelvételt (FI). A DIO és LEPT modelleknél a hüvelyi citológiát 9:00 órakor végeztük, tizenkét egymást követő napon keresztül. A sóoldattal végzett hüvelyi átmosás után a keneteket tiszta üveglemezekre helyezték, és Diff Quick Staining Set-szel (Diff- Quick Color Kit, Rapid Staining Set, Medion Grifols Diagnostics AG, Duedingen, Svájc) festették a sejtek azonosítására a korábban leírtak szerint (26 ). Az eredményeket elemeztük az ivarstádiumban töltött idő százalékos arányában (az 1J, 1K ábra kiegészítéssel; a 6G ábra kiegészítéssel magyarázzuk tovább). Az mRNS, a fehérje elemzés és a festés összes mintáját az ivarzás szakaszában gyűjtöttük össze.