Dieta bogată în grăsimi induce formarea liposarcomului spontan în țesutul adipos de șoarece cu
Zheng Wang
1 Laborator cheie de nutriție și metabolism, Institutul de Științe Nutritive, Institutele de Științe Biologice din Shanghai, Academia de Științe din China, Școala de absolvire a Academiei de Științe din China, Shanghai, China,
Ling Yang
1 Laborator cheie de nutriție și metabolism, Institutul de științe nutriționale, Institutele de științe biologice din Shanghai, Academia de Științe din China, Școala de absolvire a Academiei de Științe din China, Shanghai, China,
Yuhui Jiang
1 Laborator cheie de nutriție și metabolism, Institutul de științe nutriționale, Institutele de științe biologice din Shanghai, Academia de Științe din China, Școala de absolvire a Academiei de Științe din China, Shanghai, China,
Zhi-Qiang Ling
2 Institutul de cercetare a cancerului din Zhejiang, Spitalul de cancer din provincia Zhejiang, Centrul pentru cancer din Zhejiang, Hangzhou, China,
Zhigang Li
1 Laborator cheie de nutriție și metabolism, Institutul de științe nutriționale, Institutele de științe biologice din Shanghai, Academia de Științe din China, Școala de absolvire a Academiei de Științe din China, Shanghai, China,
Yuan Cheng
1 Laborator cheie de nutriție și metabolism, Institutul de Științe Nutritive, Institutele de Științe Biologice din Shanghai, Academia de Științe din China, Școala de absolvire a Academiei de Științe din China, Shanghai, China,
Heng Huang
1 Laborator cheie de nutriție și metabolism, Institutul de științe nutriționale, Institutele de științe biologice din Shanghai, Academia de Științe din China, Școala de absolvire a Academiei de Științe din China, Shanghai, China,
Lingdi Wang
1 Laborator cheie de nutriție și metabolism, Institutul de Științe Nutritive, Institutele de Științe Biologice din Shanghai, Academia de Științe din China, Școala de absolvire a Academiei de Științe din China, Shanghai, China,
Yi Pan
1 Laborator cheie de nutriție și metabolism, Institutul de Științe Nutritive, Institutele de Științe Biologice din Shanghai, Academia de Științe din China, Școala de absolvire a Academiei de Științe din China, Shanghai, China,
Zhenzhen Wang
1 Laborator cheie de nutriție și metabolism, Institutul de Științe Nutritive, Institutele de Științe Biologice din Shanghai, Academia de Științe din China, Școala de absolvire a Academiei de Științe din China, Shanghai, China,
Xiaoqiang Yan
3 Generon Corporation, Zhang Jiang Hi-Tech Park, Shanghai, China,
Yan Chen
1 Laborator cheie de nutriție și metabolism, Institutul de științe nutriționale, Institutele de științe biologice din Shanghai, Academia de Științe din China, Școala de absolvire a Academiei de Științe din China, Shanghai, China,
Conceput și proiectat experimentele: Y. Chen. Au efectuat experimentele: Zheng Wang LY YJ ZL Y. Cheng HH LW. Analizate datele: Z-QL YP Zhenzhen Wang Y. Chen. Reactivi/materiale/instrumente de analiză contribuite: XY. Am scris lucrarea: Zheng Wang Y. Chen.
Abstract
Interleukina 22 (IL-22) este o citokină secretată de celule T care modulează răspunsul inflamator în țesuturile nehematopoietice, cum ar fi epiteliul și ficatul. Funcția IL-22 în țesutul adipos este în prezent necunoscută. Am generat un model de șoarece transgenic cu supraexprimarea IL-22 în special în țesutul adipos. Șoarecii transgenici IL-22 nu au avut modificări aparente în obezitate și rezistență la insulină după hrănirea cu o dietă bogată în grăsimi (HFD). În mod neașteptat, toți șoarecii transgenici IL-22 hrăniți cu HFD timp de patru luni au dezvoltat tumori spontane în țesutul adipos epididimal. Analiza histologică a indicat faptul că tumorile au fost liposarcoame bine diferențiate cu infiltrarea celulelor inflamatorii. Supraexprimarea IL-22 promovează producerea de citokine inflamatorii precum IL-1β și IL-10 și stimulează fosforilarea ERK în țesutul adipos. Mai mult, tratamentul IL-22 în adipocite 3T3-L1 diferențiate ar putea induce expresia IL-1β și IL-10, împreună cu stimularea fosforilării ERK. Luat împreună, studiul nostru a stabilit nu numai un nou model de șoarece cu liposarcom spontan, dar a relevat, de asemenea, că supraexprimarea IL-22 poate colabora cu obezitatea indusă de dietă pentru a avea un impact asupra dezvoltării tumorii la șoarece.
Introducere
Pe lângă rolul său principal în modularea inflamației, IL-22 contribuie la creșterea celulelor tumorale și la apoptoză. S-a raportat că IL-22 poate promova creșterea și supraviețuirea celulelor în celulele HepG2 prin activarea STAT3 și inducerea expresiei unei varietăți de proteine anti-apoptotice și mitogene [11]. În carcinomul pulmonar cu celule mici (NSCLC), supraexprimarea IL-22 a protejat liniile celulare ale cancerului pulmonar de apoptoză, în timp ce reglarea descendentă a IL-22 a inhibat în mod semnificativ creșterea celulelor tumorale umane la șoarecii BALB/c nud [13]. În schimb, în celulele de cancer mamar, s-a constatat că IL-22 reduce efectiv creșterea celulelor tumorale, corelată cu o inhibare a fosforilării ERK și AKT și cu inducerea opririi ciclului celular [14]. Prin urmare, efectul IL-22 asupra dezvoltării cancerului pare să fie dependent de contextul celular.
Grupul nostru a descoperit recent că IL-22 joacă un rol protector în steatoza hepatică indusă de dieta bogată în grăsimi prin reglarea în jos a expresiei genelor legate de lipogeneză, inclusiv factori critici de transcripție și enzime pentru sinteza lipidelor [15]. În acest studiu, am investigat în continuare funcția potențială a IL-22 asupra țesutului adipos prin generarea unui model de șoarece transgenic cu expresie specifică adipoză a IL-22. Interesant este că șoarecii cu supraexprimare a IL-22 în țesutul adipos nu au avut nici un fenotip aparent și nici o modificare metabolică atunci când au fost hrăniți cu o dietă bogată în grăsimi. Cu toate acestea, șoarecii transgenici IL-22 au dezvoltat liposarcoame spontane în țesutul adipos după hrănirea pe termen lung cu dietă bogată în grăsimi, indicând faptul că dieta poate interacționa cu modificări inflamatorii asociate cu supraexprimarea IL-22 în tumorigeneză în țesutul adipos.
Materiale și metode
Generarea de șoarece transgenic IL-22
Toate animalele au fost ținute și utilizate în conformitate cu liniile directoare ale Comitetului instituțional pentru îngrijirea și utilizarea animalelor din cadrul Institutului pentru Științe Nutritive, Academia Chineză de Științe (CAS), cu acces gratuit la chow-ul standard al șoarecilor și la apa de la robinet. Toate procedurile experimentale au fost efectuate în conformitate cu comisia de etică CAS cu numărul de aprobare 2010-AN-8. ADNc-ul IL-22 de șoarece cu lungime completă a fost amplificat prin RT-PCR cu ADNc timus de șoarece. După confirmarea prin secvențierea ADN-ului, ADNc-ul șoarecelui a fost donat în vectorul pBS-aP2-sv40pA (de la Addgene, Cambridge, MA, SUA). Pentru a genera șoareci transgenici, caseta transgenică a fost excizată din plasmidă și utilizată în microinjecție în pronuclei de ovocite fertilizate ale tulpinii ICR de șoareci. Șoarecii transgenici au fost genotipați prin PCR cu ADN genomic cu primeri 5'-AAACATACAGGGTCTGGTCAT-3 'și 5'-GCATAAAGGTGCGGTTGA -3'. Toți șoarecii utilizați în acest studiu au fost de fond ICR.
Extracția ADN genomic, izolarea ARN-ului, transcrierea inversă și PCR (RT-PCR) și RT-PCR cantitativă în timp real (qRT-PCR)
Analiza aportului alimentar, testul de toleranță la glucoză (GTT) și testul de toleranță la insulină (ITT)
Șoarecii masculi de tip sălbatic masculin și IL-22 transgenici cu vârsta de 1 lună au fost hrăniți fie cu chow normal (SLACOM, Shanghai, China), fie cu o dietă bogată în grăsimi (conținând 60% calorii din grăsimi, de la Research Diets Inc. New Brunswick, NJ, STATELE UNITE ALE AMERICII). Aportul de alimente a fost înregistrat la fiecare două zile. Pentru GTT și ITT, șoarecii au fost postiti peste noapte, urmată de injecția intraperitoneală de glucoză (1 g/kg greutate corporală, pentru GTT) sau insulină (1 U/kg greutate corporală, respectiv pentru ITT). Nivelurile de glucoză din sânge în diferite momente după injectare au fost determinate de un glucometru electronic (Freestyle Freedom, Abbott Diabetes Care, Alameda, CA, SUA).