Az NLRP3 gyulladásos blokád javítja az anyagcsere egészségét és az elhízott egerek élettartamát

Absztrakt

Az öregedés a legfontosabb metabolikus krónikus betegség fő kockázati tényezője. Számos metabolikus út progresszív károsodást szenved az öregedés során, beleértve a testösszetételt és az inzulinrezisztenciát, amelyek az autofágia diszfunkciójához és a fokozott gyulladáshoz kapcsolódnak. Ezen változások közül sokat súlyosbít a nem egészséges életmód, például az elhízás és a hiperkalórikus étrend, amelyekről kimutatták, hogy felgyorsítják az öregedést. Itt megmutatjuk, hogy a hiperkalórikus étrend káros hatását visszaveti az NLRP3 gyulladásos gátlása. Az NLRP3 hiánya meghosszabbítja a magas zsírtartalmú étrenddel táplált felnőtt egerek átlagos élettartamát. Ez az élettartam-meghosszabbítás anyagcsere-egészségügyi előnyökkel jár, beleértve a csökkent máj steatózist és a szívkárosodást, javított glükóz- és lipid-anyagcserét, valamint a SIRT-1, az mTOR, az autofág fluxus és az apoptózis javított fehérje-expressziós profilját. Ezek a megállapítások azt sugallják, hogy az NLRP3 szuppressziója megakadályozta az anyagcserében sok, az életkorral összefüggő változást, amelyet a hiperkalórikus étrend hatása károsított.

Ez az előfizetéses tartalom előnézete. Jelentkezzen be a hozzáférés ellenőrzéséhez.

Hozzáférési lehetőségek

Vásároljon egyetlen cikket

Azonnali hozzáférés a teljes cikk PDF-hez.

Az adószámítás a fizetés során véglegesül.

Feliratkozás naplóra

Azonnali online hozzáférés minden kérdéshez 2019-től. Az előfizetés évente automatikusan megújul.

Az adószámítás a fizetés során véglegesül.

Hivatkozások

Ashpole NM, Logan S, Yabluchanskiy A, Mitschelen MC, Yan H, Farley JA, Hodges EL, Ungvari Z, Csiszar A, Chen S, Georgescu C, Hubbard GB, Ikeno Y, Sonntag WE (2017) Az IGF-1 szexuálisan dimorf, pleiotróp és időfüggő hatások az egészségre, a patológiára és az élettartamra. Geroscience. 39: 129–145

Bennis MT, Schneider A, Victoria B, Do A, Wiesenborn DS, Spinel L, Gesing A, Kopchick JJ, Siddiqi SA, Masternak MM (2017) Az átültetett zsigeri zsír szerepe a hosszú életű növekedési hormon receptor knockout egerekből inzulinon jelzés. Geroscience. 39: 51–59

Brandhorst S, Choi IY, Wei M, Cheng CW, Sedrakyan S, Navarrete G, Dubeau L, Yap LP, Park R, Vinciguerra M, di Biase S, Mirzaei H, Mirisola MG, Childress P, Ji L, Groshen S, Penna F, Odetti P, Perin L, Conti PS, Ikeno Y, Kennedy BK, Cohen P, Morgan TE, Dorff TB, Longo VD (2015) Az éhezést utánzó időszakos étrend elősegíti a többrendszeres regenerációt, a fokozott kognitív teljesítményt és az egészséget. Cell Metab 22: 86–99

Bullón P, Cano-García FJ, Alcocer-Gómez E, Varela-López A, Roman-Malo L, Ruiz-Salmerón RJ, Quiles JL, Navarro-Pando JM, Battino M, Ruiz-Cabello J, Jiménez-Borreguero LJ, Cordero MD (2017) Lehet-e az NLRP3-gyulladás kardiovaszkuláris kockázatú biomarker akut miokardiális infarktusban szenvedő betegeknél? Antioxidáns Redox jel 27: 269–275

Chia CW, Egan JM, Ferrucci L (2018) Az életkorral összefüggő változások a glükóz metabolizmusában, a hiperglikémiában és a kardiovaszkuláris kockázatban. Circ Res 123 (208): 886–904

Cordero MD, Williams MR, Ryffel B (2018) Az NLRP3 gyulladásos AMP-aktivált protein-kináz-szabályozása öregedés közben. Trendek Endocrinol Metab 29: 8–17

Corica F, Bianchi G, Corsonello A, Mazzella N, Lattanzio F, Marchesini G (2015) Elhízás az öregedés összefüggésében: életminőségi szempontok. Farmakoökonómia. 33: 655–672

Csipo T, Fulop GA, Lipecz A, Tarantini S, Kiss T, Balasubramanian P, Csiszar A, Ungvari Z, Yabluchanskiy A (2018) A rövid távú fogyás megfordítja az elhízás által kiváltott mikrovaszkuláris endothel diszfunkciókat. Geroscience 40: 337–346. https://doi.org/10.1007/s11357-018-0028-9

DiNicolantonio JJ et al (2016) A telített zsírok és a szívkoszorúér-betegséggel kapcsolatos cukor bizonyítékai. Prog Cardiovasc Dis 58: 464–472

Dutta D, Calvani R, Bernabei R, Leeuwenburgh C, Marzetti E (2012) A károsodott mitokondriális autofágia hozzájárulása a szív öregedéséhez: mechanizmusok és terápiás lehetőségek. Circ Res 110: 1125–1138

Fang Y és mtsai (2017) A korai életkorú tápanyag-korlátozás differenciális hatásai hosszú életű GHR-KO és normál egerekben. Geroscience 39: 347–356

Finkel T (2015) Az öregedés metabolikus szabályozása. Nat Med 21: 1416–1423

Fontana L, Vinciguerra M, Longo VD (2012) Növekedési tényezők, tápanyagjelzés és kardiovaszkuláris öregedés. Circ Res 110: 1139–1150

Fulop GA, Kiss T, Tarantini S, Balasubramanian P, Yabluchanskiy A, Farkas E, Bari F, Ungvari Z, Csiszar A (2018) Nrf2-hiány idős egerekben súlyosbítja az agyi érgyulladást elősegítő sejtes öregedést. Geroscience. 40: 513–521

Haneklaus M, O'Neill LA (2015) NLRP3 az anyagcsere és a gyulladás határán. Immunol Rev 265: 53–62

Hsu HC és mtsai (2016) A magas zsírtartalmú étrend az autofágia gátlásán keresztül kardiomiocita apoptózist indukál. Eur J Nutr 55: 2245–2254

Latz E, Duewell P (2018) NLRP3 gyulladásos aktiváció gyulladásban. Semin Immunol 40: 61–73

Liu D és mtsai (2017) Az NLRP3 gyulladásos szerepe a szív- és érrendszeri betegségek patogenezisében. Basic Res Cardiol 113: 5

López-Otín C, Galluzzi L, Freije JMP, Madeo F, Kroemer G (2016) A hosszú élettartam metabolikus kontrollja. Cell 166: 802–821

McBride MJ és mtsai (2017) Az NLRP3 gyulladásos betegség hozzájárul a szarkopéniához és az alacsonyabb izomglikolitikus potenciálhoz idős egereknél. Am J Physiol Endocrinol Metab 313: E222 – E232

Neuhaus B, Niessen CM, Mesaros A, Withers DJ, Krieg T, Partridge L (2012) Egér fekélyes dermatitiszének kockázati tényezőinek kísérleti elemzése. Exp Dermatol 21: 712–713

Nogueiras R és mtsai (2012) Sirtuin 1 és sirtuin 3: az anyagcsere fiziológiai modulátorai. Physiol Rev 92 (3): 1479–1514

North BJ, Sinclair DA (2012a) Az öregedés és a szív- és érrendszeri betegségek kereszteződése. Circ Res 110: 1097–1108

North BJ, Sinclair DA (2012b) Az öregedés és a szív- és érrendszeri betegségek kereszteződése. Circ Res 110: 1097–1108

Pavillard LE, Cañadas-Lozano D, Alcocer-Gómez E, Marín-Aguilar F, Pereira S, Robertson AAB, Muntané J, Ryffel B, Cooper MA, Quiles JL, Bullón P, Ruiz-Cabello J, Cordero MD (2017) NLRP3 -gyulladásgátlás megakadályozza a magas zsírtartalmú és magas cukortartalmú étrend okozta szívkárosodást autofágia indukció révén. Oncotarget. 8: 99740–99756

Podlutsky A és mtsai (2017) A GH/IGF-1 tengely az élet korai szakaszában egy kritikus periódusban meghatározza a sejtek DNS-helyreállítási képességét a DNS-javítással kapcsolatos gének transzkripciós szabályozásának megváltoztatásával: következmények a rák fejlődési eredetére. Geroscience 39: 147–160

Pyo JO és mtsai (2013) Az Atg5 túlzott expressziója egerekben aktiválja az autofágia és meghosszabbítja az élettartamot. Nat Commun 4: 2300

Ren J, Sowers JR, Zhang Y (2018) Metabolikus stressz, autofágia és kardiovaszkuláris öregedés: a patofiziológiától a terápiáig. Trendek Endocrinol Metab 29: 699–711

Stienstra R, van Diepen J, Tack CJ, Zaki MH, van de Veerdonk F, Perera D, Neale GA, Hooiveld GJ, Hijmans A, Vroegrijk I, van den Berg S, Romijn J, Rensen PC, Joosten LA, Netea MG, Kanneganti TD (2011) Az Inflammasome központi szerepet játszik az elhízás és az inzulinrezisztencia kiváltásában. Proc Natl Acad Sci U S A 108: 15324–15329

Wu JJ, Liu J, Chen EB, Wang JJ, Cao L, Narayan N, Fergusson MM, Rovira II, Allen M, Springer DA, Lago CU, Zhang S, DuBois W, Ward T, deCabo R, Gavrilova O, M B, Finkel T (2013a) Az emlősök megnövekedett élettartama, valamint az öregedés szegmentális és szövet-specifikus lassulása az mTOR expresszió genetikai csökkenése után. Cell Rep 4: 913–920

Wu JJ, Liu J, Chen EB, Wang JJ, Cao L, Narayan N, Fergusson MM, Rovira II, Allen M, Springer DA, Lago CU, Zhang S, DuBois W, Ward T, deCabo R, Gavrilova O, M B, Finkel T (2013b) Az emlősök megnövekedett élettartama, valamint az öregedés szegmentális és szövet-specifikus lassulása az mTOR expresszió genetikai csökkenése után. Cell Rep 4: 913–920

Youm YH, Grant RW, McCabe L, Albarado DC, Nguyen KY, Ravussin A, Pistell P, Newman S, Carter R, Laque A, Münzberg H, Rosen CJ, Ingram DK, Salbaum JM, Dixit VD (2013) Canonical Nlrp3 inflammasome a szisztémás alacsony fokú gyulladást összekapcsolja az öregedés funkcionális csökkenésével. Cell Metab 18: 519–532

Zhang J, Xia L, Zhang F, Zhu D, Xin C, Wang H, Zhang F, Guo X, Lee Y, Zhang L, Wang S, Guo X, Huang C, Gao F, Liu Y, Tao L (2017) A diabéteszes vaszkuláris endothel diszfunkció új mechanizmusa: hipoadiponectinemia által kiváltott NLRP3 gyulladásos aktiváció. Biochim Biophys Acta Mol base Dis 1863: 1556–1567

Finanszírozás

Ezt a tanulmányt az andalúziai regionális kormány támogatta (Grupo de Investigacion Junta de Andalucia CTS113). Az FMA az Oktatási, Tudományos és Sportminisztérium FPU ösztöndíjának (FPU 13/03173) előnyét élvezi. A KKK-t a Ministerio de Economía, az Industria y Competitividad (MEIC) (SAF2017-84494-C2-R), a Programa Red Guipuzcoana de Ciencia, a Tecnología e Información 2018-CIEN-000058-01 és a Gobierno Vasco, Dpto támogatásával támogatja . Industria, Innovación, Comercio y Turismo az ELKARTEK Program keretében (támogatás száma: KK-2019/bmG19). A JRC támogatást kapott a BBVA Alapítványtól (Ayudas a Equipos de researchación científica Biomedicina 2018). A CIC biomaGUNE programot a spanyol Állami Kutatási Ügynökség Maria de Maeztu Kiválósági Programja támogatja - MDM-2017-0720 támogatás.

Szerzői információk

Hovatartozások

Kutatási laboratórium, Orális Orvosi Tanszék, Sevilla Egyetem, Sevilla, Spanyolország

Diego Cañadas-Lozano, Fabiola Marín-Aguilar, Beatriz Castejón-Vega és Pedro Bullón

Kísérleti és molekuláris immunológiai és neurogenetikai laboratórium (INEM), UMR 7355 CNRS - Orleans-i Egyetem, Orléans, Franciaország

IDM, Fokvárosi Egyetem, Fokváros, Dél-Afrika

Reproducción y Genética Humana del Instituto para el Estudio de la Biología de la Reproducción Humana (INEBIR), Universidad Europea del Atlántico (UNEATLANTICO) -Fundación Universitaria Iberoamericana (FUNIBER), Santander, Spanyolország

José M. Navarro-Pando és Mario D. Cordero

CIC biomaGUNE, San Sebastian-Donostia, Spanyolország

IKERBASQUE, Baszk Tudomány Alapítvány, Bilbao, Spanyolország

CIBER de Enfermedades Respiratorias (CIBERES), Madrid, Spanyolország

Universidad Complutense Madrid, Madrid, Spanyolország

Departamento de Psicología Experimental, Facultad de Psicología, Universidad de Sevilla, Sevilla, Spanyolország

Newcastle-i Öregedési Intézet és Molekuláris Biológiai Intézet, Öregedési és Egészségügyi Campus, Newcastle Egyetem, Newcastle Egyetem, NE4 5PL, Newcastle upon Tyne, Egyesült Királyság

Mario D. Cordero

A PubMed Google Scholar alkalmazásban is kereshet erre a szerzőre

Levelezési cím

Etikai nyilatkozatok

Etikai kijelentések

Állatkísérleteket az Európai Unió irányelveinek (2010/63/EU) és a laboratóriumi állatok krónikus kísérletekben történő felhasználására vonatkozó megfelelő spanyol szabályoknak (RD 53/2013 a kísérleti állatok gondozásáról) összhangban végeztek. Az összes kísérletet a helyi intézményi állatgondozó bizottság hagyta jóvá.

Összeférhetetlenség

A szerzők kijelentik, hogy nincs összeférhetetlenség.

További információ

A kiadó megjegyzése

A Springer Nature semleges marad a közzétett térképeken és az intézményi kapcsolatokban szereplő joghatósági igények tekintetében.