Exprimarea hepatică a lipinei 1β este diminuată la subiecții obezi rezistenți la insulină și este reactivată de

Abstract

OBIECTIV- Lipina 1 joacă roluri critice în controlul metabolismului energetic. Am căutat să determinăm expresia izoformelor lipinei 1 (lipina 1α și -β) în ficat și țesutul adipos al subiecților obezi și să evaluăm mecanismele celulare implicate în reglarea expresiei lipinei 1 prin stimuli fiziologici.

PROIECTARE ȘI METODE DE CERCETARE— Expresia lipinei 1α și -β a fost cuantificată în ficatul și țesutul adipos al subiecților umani extrem de obezi (IMC mediu 60,8 kg/m2) supuși unei intervenții chirurgicale de by-pass gastric (GBS). În al doilea rând, expresia lipinei 1 a fost evaluată în celulele HepG2 ca răspuns la supraexprimarea proliferatorului peroxizomului - receptor activat γ coactivator (PGC) -1α în condiții normale sau hiperinsulinemice.

REZULTATE— Exprimarea lipinei 1β în ficat și țesutul adipos a fost invers legată de IMC, concentrația plasmatică de insulină în repaus și evaluarea modelului de homeostazie a rezistenței la insulină, dar a fost semnificativ crescută prin scăderea în greutate marcată și sensibilizarea la insulină după GBS. Nivelurile de mARN ale lipinei hepatice 1β au fost puternic corelate cu expresia PGC-1α și supraexprimarea PGC-1α în celulele HepG2 a crescut expresia lipinei 1. În schimb, condițiile de cultură hiperinsulinemică au reglementat în jos expresia lipinei 1β, PGC-1α și a genelor lor țintă cunoscute implicate în metabolismul mitocondrial în celulele HepG2. În cele din urmă, supraexprimarea lipinei 1β sau PGC-1α a inversat efectul hiperinsulinemiei asupra expresiei genelor lor țintă.

CONCLUZII— Aceste studii sugerează că expresia lipinei hepatice 1β și PGC-1α este subregulată de obezitate și perturbări metabolice legate de obezitate la subiecți umani, probabil din cauza modificărilor concentrației sau sensibilității la insulină.

GBS, operație de by-pass gastric
HOMA-IR, evaluarea modelului de homeostazie a rezistenței la insulină
MCAD, acil-CoA dehidrogenază cu lanț mediu
PAP, acid fosfatidic fosfohidrolază
PGC, proliferator de peroxizom - receptor activat-γ coactivator
PPAR, proliferator de peroxizom - receptor activat
SDHA, subunitatea succinat dehidrogenază a

Gena care codifică lipina 1 (Lpin1) a fost descoperită utilizând o abordare de clonare pozițională pentru a localiza mutația cauzală la șoarecii distrofici (fld) ai ficatului gras. Șoarecii Fld lipsesc complet de lipina 1 și prezintă steatoză hepatică neonatală care se rezolvă spontan la scurt timp după înțărcare, lipodistrofie de-a lungul vieții și rezistență la insulină (1-3). Pe baza unei asemănări puternice a secvenței în domeniile terminale NH2- și COOH-terminale, a fost identificată o familie de proteine lipinice (lipina 1, 2 și 3) în organismele superioare (1). În plus, îmbinarea alternativă a transcripției lipinei 1 generează două forme de proteină lipină 1, care sunt desemnate ca lipină 1α și lipină 1β (4,5). Exonul îmbinat alternativ în transcrierea lipinei 1β codifică 33 de aminoacizi suplimentari (Fig. 1A) fără omologie la alți membri ai familiei lipinelor.

Datele din modele de drojdie și vertebrate sugerează că proteinele lipinice au funcții nucleare și non-nucleare importante care reglează metabolismul lipidic și energetic. În citosol, proteinele lipinice prezintă activitate sub formă de acid fosfatidic fosfohidrolază (PAP) (6-8), enzima care catalizează penultima etapă în sinteza trigliceridelor. În nucleu, lipinele de drojdie și vertebrate sunt asociate cu cromatina și interacționează cu factori de transcripție pe mai mulți promotori de gene (9,10). La vertebrate, cei mai bine caracterizați parteneri ai factorului de transcripție ai lipinei 1 sunt familia proliferatorului peroxizomului - receptor activat (PPAR) (10). De asemenea, a fost detectată o interacțiune directă proteină-proteină între lipina 1 și o importantă proteină coactivator PPAR (PGC-1α). Mai mult, expresia genei lipinei 1 este indusă în mod robust de PGC-1α ca răspuns la mai mulți stimuli fiziologici din ficatul șoarecelui (10). Colectiv, datele disponibile sugerează că lipina 1 este o enzimă extrem de inductibilă implicată în metabolismul trigliceridelor și un regulator transcripțional care acționează într-un mod feed-forward pentru a coactiva complexul hepatic PGC-1α - PPARα pentru a crește capacitatea de catabolism a acizilor grași (10). ).

Lipina 1 este, de asemenea, o țintă din aval a cascadei de semnalizare a insulinei. Proteina Lipin 1 este fosforilată la mai multe reziduuri de serină și treonină după stimularea insulinei (4,8). În plus, exprimarea lipinei 1 din țesutul adipos este invers corelată cu IMC și rezistența la insulină (11-13). Aceste date sugerează o relație unică între adipozitatea, rezistența la insulină și activitatea lipinei 1 în țesutul adipos, un țesut cheie implicat în fiziopatologia metabolică a obezității. Ficatul este un alt organ puternic afectat de obezitate și rezistența la insulină. Cu toate acestea, din cunoștințele noastre, niciun studiu nu a evaluat relația dintre obezitate, rezistența la insulină și expresia hepatică a lipinei 1.

PROIECTAREA ȘI METODELE CERCETĂRII

Douăzeci și șapte de bărbați extrem de obezi (n = 7) și femei (n = 20) supuși unei intervenții chirurgicale de bypass gastric (GBS) la Spitalul Barnes-Jewish au participat la acest studiu (tabelul suplimentar 1 [disponibil într-un apendice online la http: // dx .doi.org/10.2337/db07-0480]). Înainte de operație, toți subiecții au efectuat o evaluare medicală, inclusiv un istoric și examinare fizică și teste de sânge de rutină. Subiecții au fost excluși dacă au avut antecedente sau dovezi ale unei boli hepatice, altele decât boli hepatice nealcoolice, au consumat ≥20 g alcool/zi, au avut hipertrigliceridemie severă (≥200 mg/dl) sau au luat medicamente despre care se știe că provoacă steatoză hepatică sau leziuni hepatice. Deși niciun subiect nu a avut antecedente de diabet, diabetul a fost diagnosticat la 13 subiecți în timpul screeningului pre-chirurgical. Acești subiecți nu au luat medicamente pentru diabet înainte sau după operație. Toți subiecții și-au dat consimțământul scris în scris înainte de a participa la acest studiu, care a fost aprobat de Comitetul de studii umane și de Comitetul consultativ științific al Centrului General de Cercetare Clinică al Școlii de Medicină a Universității Washington din St. Louis. Louis, Missouri. Detalii suplimentare referitoare la protocolul experimental, colectarea probelor și analiza probelor pot fi găsite în apendicele suplimentar online.