Határok a genetikában

Nutrigenomika

Ez a cikk a kutatási téma része

Az epigenetikai módosítások szerepe az étrend okozta anyagcserebetegségekben Az összes 16 cikk megtekintése

Szerkesztette
Manlio Vinciguerra

Nemzetközi Klinikai Kutatóközpont (FNUSA-ICRC), Csehország

Felülvizsgálta
Patricia Rivera

Niño Jesús Egyetemi Gyermekkórház, Spanyolország

Joseph Tam

Jeruzsálemi Héber Egyetem, Izrael

A szerkesztő és a lektorok kapcsolatai a legfrissebbek a Loop kutatási profiljukban, és nem feltétlenül tükrözik a felülvizsgálat idején fennálló helyzetüket.

klinikai

  • Cikk letöltése
    • PDF letöltése
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Kiegészítő
      Anyag
  • Exportálás
    • EndNote
    • Referencia menedzser
    • Egyszerű TEXT fájl
    • BibTex
OSZD MEG

Eredeti kutatás CIKK

  • 1 Élelmiszerügyi, Mezőgazdasági és Környezetvédelmi Biotudományi és Technológiai Kar, Teramo Egyetem, Teramo, Olaszország
  • 2 Farmakológiai egység, Gyógyszerészeti Iskola, Camerino Egyetem, Camerino, Olaszország
  • 3 Endokrin és anyagcsere kutatás laboratóriuma, Istituto Auxologico Italiano IRCCS, Milánó, Olaszország
  • 4 Klinikai Tudományok és Közösségi Egészségügyi Tanszék, Milánói Egyetem, Milánó, Olaszország
  • 5 Orvosi Tanszék, Campus Bio-Medico University of Rome, Róma, Olaszország
  • 6 Klinikai Idegtudományi Osztály, Karolinska Institutet, Stockholm, Svédország

A nem elhízott véradókat a véradók kiválasztására vonatkozó nemzeti kötelező előírásoknak megfelelően választották ki. Ismert, hogy mentesek a krónikus betegségektől (beleértve a cukorbetegséget, a magas vérnyomást, a diszlipidémiát és a szív- és érrendszeri betegségeket), nem fogyasztanak semmilyen gyógyszert és a BMI 2-vel rendelkeznek. .

Molekuláris biológiai tanulmányok

Valós idejű kvantitatív PCR

A teljes RNS-t TRIzol reagenssel (Thermo Fisher Scientific) izoláltuk az utasítások specifikációinak megfelelően, patkányon boncolt hipotalamuszból és PBMC-ből, sűrűséggradienssel elválasztva a Lympholyte-H kit (Cedarlane Laboratories, Kanada) segítségével. Minden 0,5 μg össz-RNS-t fordítottunk át komplementer DNS-be egy RevertAid RT Reverse Transcription Kit (Thermo Scientific) segítségével. Véletlenszerű hexamereket és oligo-dT primereket használtunk az RT reakcióban elfogulatlanul. A kvantitatív PCR-t egy Applied Biosystems 7500 valós idejű PCR rendszer (Thermo Fisher Scientific) alkalmazásával, SensiFAST SYBR Low-ROX kit (Bioline) teljes reakcióban hajtottuk végre. 10 μl térfogat a gyártó utasításai szerint. A termikus ciklusok a következők voltak: kezdeti denaturálás 95 ° C-on 2 percig; 45 denaturációs ciklus 95 ° C-on 15 másodpercig; izzítás és meghosszabbítás 60 ° C-on 15 másodpercig. A relatív mRNS expressziós szinteket a 2-DDCt módszerrel számoltuk ki, és két belső kontrollra, a β-aktinra és a GAPDH-ra normalizáltuk. Az ECS és EOS gének amplifikálásához használt primereket az S1 kiegészítő táblázat ismerteti.

DNS-metilációs elemzés piroszekvenálással

2. ábra. Patkány és ember sematikus ábrázolása Cnr1 és Oprm1 gének. A transzkripció kezdőhelyének (TSS), a fordítás kezdő kódjának (ATG), az exonoknak és az intronoknak, a CpG-szigetnek a helye látható. A DNS-metilezéshez vizsgált szekvenciák részleteit az S2 kiegészítő táblázat tartalmazza.

Statisztikai analízis

5 és 21 hét elteltével a statisztikai elemzés nem mutatott szignifikáns változásokat az ECS elemekben, kivéve Cnr1, a CB1-et kódoló gén (2. táblázat). A kétirányú ANOVA kimutatta, hogy az mRNS szintjét befolyásolta az idő [F(1,25) = 10,50, P = 0,003] és diéta [F(1,25) = 20,72, P = 0,0001], e két tényező közötti jelentős kölcsönhatás nélkül [F(1,25) = 0,27, P = 0,607]. T-teszt szelektív és jelentős növekedést tárt fel Cnr1 mRNS szintek HFD patkányokban az STD állatok vonatkozásában mindkét elemzett időpontban (5 hét = P 5 évvel a megjelenéstől számítva) (CTRL-ek = 7,36 ± 0,51, elhízott = 11,51 ± 0,95; o 30 éves). A sávok az egyes vizsgált CpG-helyek metilációs értékeinek% -ának átlagát, valamint a CpG-helyek átlagának (ave) ± a SEM átlagát jelentik. Jelentős különbségek vannak feltüntetve: ∗∗ P ∗∗∗ P ∗ P ∗∗ P ∗∗∗ P 5.

Vita

A tanulmány első eredménye a kifejezés expressziójának szelektív felszabályozása Cnr1, a CB1-et kódoló gén és Oprm1, a MOP-t kódoló gén magas zsírtartalmú étrendnek kitett patkányok hipotalamuszában 5 és 21 hétig. Ezek a változások mindkét CB1-ben elemzett időpontban jelen voltak, amelyek hosszú távú hatásokat mutattak, és csak a MOP elhízás-kialakulásának kezdetén, amelyek csak elhízás kezdetét mutatták ki. Megjegyzendő, hogy nem figyeltünk meg változásokat az ECS és az EOS bármely más összetevőjében, a két receptor elhízásban játszott különös szerepe mellett szólva.

Adataink tehát összhangban vannak számos olyan vizsgálattal, amelyek már megmutatták a CB1 hiperfág szerepét (Williams és Kirkham, 1999; Jamshidi és Taylor, 2001; Verty és mtsai, 2005; Koch és mtsai, 2015) és a MOP-nak (Smith és mtsai., 2002) ezen agyrégióban. Az endokannabinoid-anandamid (Jamshidi és Taylor, 2001) vagy a kannabisz-kivonat tetrahidrokannabinol (THC) (Verty és mtsai, 2005) hipotalamikus adagolása, mindkettő elsősorban az agyban a CB1-en keresztül hat, gyorsan növeli a patkányok táplálékfelvételét. A hipotalamuszra összpontosító tanulmányok azt is dokumentálták, hogy a magas zsírtartalmú táplálás növeli a MOP fehérje szintjét Wistar patkányokban (Smith és mtsai., 2002), valamint elhízásra fogékony patkányokban (Barnes et al., 2006).

A táplálkozás elősegítésében a két receptor közötti kapcsolatot Kock és munkatársai javasolták, akik kimutatták, hogy ez a hatás a CB1 POMC neuronokon történő aktiválódásának köszönhető, amely a MOP-ra ható β-endorfin, egy opioid neuropeptid felszabadulásához vezet (Koch et al., 2015).

Annak ellenére, hogy az elhízás állatmodelljeiben nagyszámú kutatás mutatta a CB1 szintjének diszregulációját központilag (South és Huang, 2008; Massa és mtsai, 2010), kevesebb információ áll rendelkezésre a megváltozott hipotalamuszról Cnr1 mRNS-szintek, amelyekről egyébként is beszámoltak egyesek (Kempf és mtsai, 2007; Gamelin és mtsai, 2016; Ramirez-Lopez és mtsai, 2016). Jelenlegi eredményeinkkel összhangban, Cnr1 Az mRNS szintje nőtt a magas kalóriatartalmú táplálékkal táplált patkánygátak nőstény utódainak hipotalamijában (Ramirez-Lopez et al., 2016). Ezenkívül a receptor leütése az egerek hipotalamuszában a testtömeg csökkenését indukálta, miközben növelte az energiafelhasználást (Cardinal et al., 2012). Másrészt a receptor gén expressziója alacsony szintű szabályozást mutatott azoknak a patkányoknak a hipotalamuszában, amelyeket ízletes, magas energiájú étrenddel tápláltak (Timofeeva et al., 2009). Figyelemre méltónak tűnik, hogy az ECS komponensek transzkripciós szabályozásának nemrégiben végzett elemzésében a mértéktelen étkezési viselkedés állatmodelljében a zsírsav-amid-hidroláz, az anandamid lebontásának kulcsfontosságú enzimének szelektív epigenetikai szabályozását figyeltük meg., Cnr1 és az összes többi ECS-komponenst nem befolyásolta (Pucci et al., 2018). Ez különösen relevánsnak tűnik, ha a különböző étkezési rendellenességek és a kapcsolódó rendellenességek (például elhízás) specifikus biomarkereinek felkutatására törekszünk.

Vizsgálták a MOP génszabályozásnak az elhízásban való részvételét is. A magas zsírtartalmú étrenddel táplált MOP KO egerek ellenálltak az elhízásnak (Tabarin és mtsai., 2005), annak ellenére, hogy mások azt is kimutatták, hogy a szokásos étrendben alkalmazott MOP KO egerek felnőttkorban megnövelték a testsúlyt, összehasonlítva a vad típusú alomtársakkal (Han és mtsai., 2006). A génexpresszió elemzése az elhízott vemhes egerek utódainak megnövekedett MOP mRNS-szintjét mutatta ki a hypohalami-ban (Vucetic és mtsai., 2010; Grissom és mtsai., 2014), míg a magas zsírtartalmú diétával való elválasztástól táplált egereknél nem észleltek változást. 15 hét körül (Vucetic et al., 2011).

A CB1 és MOP receptorok vizsgálatának kiterjesztése céljából az emberi elhízásra megvizsgáltuk, hogy a PBMC-k tükrözhetik-e a központi idegrendszer hibáit, majd a CNR1 és OPRM1 gén promoterek elhízott emberek PBMC-jeiben. Nem figyeltünk meg különbséget a kontrollok és az elhízással küzdő emberek között a teljes populációban, ugyanakkor az adatok életkor szerinti rétegződése egyértelműen az epigenetikai fémjel jelentős csökkenését mutatta mindkét esetben. CNR1 és OPRM1 promoterek fiatalabbaknál (Kulcsszavak: elhízás, endokannabinoid rendszer, opioid rendszer, DNS metiláció, biomarker

Idézet: Pucci M, Micioni Di Bonaventura MV, Vezzoli V, Zaplatic E, Massimini M, Mai S, Sartorio A, Scacchi M, Persani L, Maccarrone M, Cifani C és D'Addario C (2019) Preklinikai és klinikai bizonyítékok egy A Mu-opioid és az 1-es típusú kannabinoid-receptor gének expressziójának különféle szabályozása az elhízásban. Elülső. Közönséges petymeg. 10: 523. doi: 10.3389/fgene.2019.00523

Beérkezett: 2019. február 15 .; Elfogadva: 2019. május 13 .;
Publikálva: 2019. június 14.

Manlio Vinciguerra, Nemzetközi Klinikai Kutatóközpont (FNUSA-ICRC), Csehország

Joseph Tam, a jeruzsálemi Héber Egyetem, Izrael
Patricia Rivera, Infantil Universitario Niño Jesús kórház, Spanyolország

† Ezek a szerzők egyformán járultak hozzá ehhez a munkához

‡ Ezek a szerzők ugyanolyan mértékben járultak hozzá ehhez a munkához, mint vezető szerzők