Az étrendi zsírgyorsító leptin jelzés elősegíti a protumorigén gyomorkörnyezetet egerekben

Társított adatok

Absztrakt

1. Bemutatkozás

A gyomorrák (GC) a rákkal kapcsolatos halálozások kb. 10% -át teszi ki évente, és világszerte a rákos megbetegedések második leggyakoribb oka [1]. A Helicobacter pylori a krónikus gyulladás túlnyomó oka és növeli a GC kockázatát [2], és különösen pozitív kapcsolatban áll a gyomor nem cardia adenocarcinomájával [3]. Végül azonban a H. pylori-fertőzött egyedeknek csak kis százaléka fejleszti a GC-t [4,5]. Az elhízás kritikus kockázati tényező a gyomor cardia rákban, de nem a teljes GC [6]. Kiderült, hogy az elhízott népességnél nagyobb a H. pylori fertőzések előfordulási gyakorisága [7], ez egy lehetséges mechanizmust biztosít a GC megfigyelt morbiditására elhízott egyéneknél. Míg a H. pylori fertőzés a GC kialakulásának ismert rizikófaktora, a gyomornyálkahártya étrenden és rezidens mikrobiotán keresztüli stimulálása és modulálása fontos következményekkel járhat az emberi egészségre.

Bár számos epidemiológiai elemzés beszámolt az étrendi zsír és a GC kockázata közötti okozati összefüggésről, ezek a tanulmányok ellentmondásosak a lokalitás, az etnikai hovatartozás vagy a GC korlátozott régiója (total, cardia vagy antrum) miatt. Beszámoltak arról, hogy a legtöbb étkezési zsír emésztőrendszeri daganatokkal is összefügg az elhízás kiváltása miatt [8,9]. Néhány más tanulmány azonban inverzről számol be, vagy ellentmondásos [10,11]. Epidemiológiai vizsgálatok azt is kimutatták, hogy az étkezési zsír összefügg a gyomorrákkal [12,13]. Han és mtsai. meta-analízissel számolt be arról, hogy a növényi zsír csökkentette a GC kockázatát, az állati zsír azonban nem [14]. Kimutattuk, hogy a zsírtartalmú étrend (HFD) sertészsírral indukálta a bél metapláziáját (amely a gyomorhám átalakulása egyfajta bélszerű hámréteggé) a gyomor prekancerózus elváltozásai [15,16]. A H. felis által kiváltott gyomor karcinogenezise fokozódik azoknál, akik zsíros étrenddel táplálkoznak [17]. Ezzel szemben az olívaolajban gazdag étrend összefüggésben van a gyomor adenokarcinóma alacsonyabb előfordulási gyakoriságával [18], és az étkezési kakaó enyhíti a gyulladást az étrend okozta elhízott egerekben [19]. Ezért kritikus fontosságú annak meghatározása, hogy az étkezési zsírok milyen típusú kényszerítenek a gyomornyálkahártya rosszindulatú daganatát.

A táplálkozás befolyásolhatja a bél mikrobaközösségét, és a mikrobiom széles körben hozzájárul a szisztémás betegségekhez [20,21]. A diszbiózis, a HFD-táplálással kiváltott mikrobiom-egyensúlyhiány a gyomor-bélrendszeri rosszindulatú daganattal társul [22]. Beszámoltunk arról, hogy a magas zsírsavtartalmú étrend bélmetapláziát váltott ki a gyomorban [15] és súlyos dysbiosist a Lactobacillus [23] arányának nagyobb dominanciájával összhangban a gyomor patogenezisének változásával. Számos jelentés vizsgálja az étkezési zsír különböző hatásait a bél mikrobiotájára egerekben. Korábbi rágcsálóvizsgálatok kimutatták, hogy a halolaj a Toll-szerű receptor aktiválásával nem mozdította elő a fehér zsírszövet gyulladását, míg a disznózsírral táplált egerek igen [24]. Hatalmas tanulmányok mutatták a mikrobiotában bekövetkező változásokat a bélben lévő különféle HFD-k miatt, míg kevés tanulmány számolt be a gyomorban lévőkről és azok hatásáról a gyomor patogenezisére.

A leptin egy adipocita eredetű hormon, amely kritikusan szabályozza a táplálékfelvételt és az energiafelhasználást [25]. A gyomor leptint is termel [26], és a gyomor leptin magasabb expressziója és receptorának szignalizációja a gyomor rosszindulatú daganatának kialakulását eredményezi [27,28]. Kimutattuk, hogy a HFD-t disznózsírral (60% kcal zsír) táplált egerek bélmetapláziát mutatnak [15], valamint az őssejtek és a pluripotens génexpresszió növekedését a leptin receptor szignalizációja közvetíti a gyomorban. Ezzel szemben a 2-es típusú cukorbetegség modellje, a leptinhiányos ob/ob egerek vagy a leptinreceptoros mutációval rendelkező db/db egerek rendkívül elhízottak, és nem mutatnak fokozott eredetű gének, például Notch1 és Lgr5 expressziót, valamint a β- catenin, összehasonlítva a HFD-vel táplált vad típusú (WT) egerekkel [16]. Így különféle étrendeket vizsgáltunk, amelyek állati és növényi zsírokat is tartalmaztak, és azt, hogy mindegyik hogyan indukálta a protumorigenicitást a gyomorban.

2. Anyagok és módszerek

2.1. Állatok, diéták és vegyszerek

A hím C57BL/6J-t (vad típusú: WT) hét hetes korban vizsgálták (Japan SLC, Inc., Hamamatsu, Japán). Az egereket külön-külön műanyag ketrecekben helyeztük el 24 ° C ± 1 ° C hőmérsékleten, világítással 7: 00-19: 00 között. Az egereket vagy AIN-93M-alapú kontroll-étrenddel (CD), valamint étrendet tartalmazó zsírokkal (zsír, zsír, zsír), marhahús faggyúval (marhahús), hidrogénezett kókuszdióolajjal (kókuszdió), lenmagolajjal (lenmag) kalória 60% -át adták., kukoricaolaj (kukorica), olívaolaj (olíva), szójaolaj (szójabab) és kakaóvaj (kakaó) (Oriental Yeast Japan, S1 táblázat és S1 ábra) és a víz ad libitum három hónapig. A HFD-k hatásának vizsgálatához a rákkeltő anyag mellett az 1-metil-3-nitro-1-nitrosoguanidint (MNNG; Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., Tokió, Japán) 100 mg/l MNNG-t adtunk desztillált vízben. egerek hetente kétszer öt hetes kortól. Hét hetes korban az MNNG beadása mellett az egereket három hónapig CD-vel vagy HFD-vel etették Lard, Lenmag, Olive vagy Kakaó segítségével. Az állatgondozást és kísérleteket a Hirosimai Prefekturális Egyetem Állatgondozási és Felhasználási Bizottságának és Felülvizsgálati Testületének irányelveivel összhangban végeztük (18A-008).

2.2. Szövettani elemzés

2.3. Plasma Assay

A szérumot érzéstelenítésben kardiocentézissel nyert vérből gyűjtötték, és a mérésig -80 ° C-on tárolták. Leptin (Leptin ELISA, Millipore, St. Charles, MO, USA), inzulin (Mouse Insulin ELISA kit, Shibayagi, Gunma, Japán), glükóz (Glucose CII-teszt, Wako, Osaka, Japán) és nem észterezett zsírsav (NEFA) (NEFA C-teszt, Wako) szintjét a gyártók protokolljainak megfelelően mértük.

2.4. qPCR a bakteriális 16S rRNS gén és a citokin mRNS számára

A gyomor-bélrendszer tartalmából a DNS-t extraháltuk üveggyöngyök és fenol alkalmazásával, a korábban leírtak szerint [23]. Az üveggyöngyök és a fenol keverékét erőteljesen vortexeltük MicroSmash ™ MS-100R rendszer (Tomy Digital Biology, Tokió, Japán) alkalmazásával, 5000 fordulat/perc sebességgel 30 másodpercig. A mikrobiális szám kimutatásához és számszerűsítéséhez qPCR-elemzést 10-szeres sorozatban hígított kivont vagy standard DNS-sel (amelyet a Yakult Central Institute, Kunitachi, Japán szolgáltatott), csoport- és alcsoport-specifikus primerkészletekkel végeztünk a KOD SYBR qPCR Mix-ben. (TOYOBO, Oszaka, Japán) [23]. A citokin mRNS kimutatásához az egér gyomornyálkahártya szövetéből származó teljes RNS-t RNeasy Mini Kits (QIAGEN, Valencia, CA, USA) alkalmazásával extraháltuk a gyártó protokolljai szerint. A cDNS-t a gyomornyálkahártya sejtjeiből szintetizálták a ReverTra Ace ® qPCR RT Kit (TOYOBO, Co., Ltd., Osaka, Japán) segítségével a gyártó protokollja szerint. A qRT-PCR-t a KOD SYBR qPCR Mix (TOYOBO, Osaka, Japán) alkalmazásával végeztük specifikus primerkészletekkel (S3. táblázat). És a termékeket az AriaMx Real-Time PCR rendszeren észlelték (1.61 verzió, Agilent Technologies, Foster City, Kalifornia, USA). A génexpressziós szintek relatív változásait ΔΔCt módszerrel számoltuk. A normalizáláshoz 18S rRNS gén expressziós szintet alkalmaztunk.

2.5. Statisztikai analízis

Az adatokat átlag ± SD-ként mutatjuk be, és az ANOVA elemezte őket, majd a Holm – Sidak utólagos tesztet követte többszörös összehasonlítás céljából, valamint a Pearson-korrelációs elemzést a Prism szoftver 6. verziójával (GraphPad, San Diego, CA, USA). A 0,05-nél kisebb p-értéket statisztikailag szignifikánsnak tekintettük.