Hipoxia țesutului adipos în obezitate și impactul acesteia asupra diabetului de reglementare a adipocitokinelor

Abstract

  • CHOP, proteină omologă C/EBP
  • eIF2α, factorul de inițiere a traducerii eucariote 2α
  • ER, reticul endoplasmatic
  • GRP78, proteină reglată de glucoză, 78 kD
  • HIF1, factor inductibil de hipoxie-1
  • IRE1, proteină-1 care necesită inozitol
  • MMP2, metaloproteinaza matricială 2
  • PAI-1, inhibitor activator plasminogen tip 1
  • PPAR, proliferator de peroxizom - receptor activat
  • ARNsi, ARN interferent mic
  • UPR, răspuns proteic desfășurat
  • WAT, țesut adipos alb
  • XBP1, proteina-1 de legare a cutiei X.

Studii recente au arătat că țesutul adipos nu este doar un rezervor pasiv pentru stocarea energiei, ci produce și secretă o varietate de molecule bioactive numite adipocitokine, inclusiv factor de necroză tumorală, leptină, rezistină și inhibitor de activare a plasminogenului de tip 1 (PAI-1) 1 –4). Producția neregulată de adipocitokine este asociată cu fiziopatologia bolilor metabolice legate de obezitate (5-9). Am identificat adiponectina ca o adipocitokină în biblioteca de ADNc a țesutului adipos uman (10). Nivelurile de adiponectină plasmatică sunt scăzute în ceea ce privește obezitatea și diabetul de tip 2 (11,12). Funcțiile biologice ale adiponectinei includ îmbunătățirea metabolismului glucozei și a lipidelor (4) și prevenirea inflamației și aterosclerozei (13-15). Adiponectina este privită ca o legătură între obezitate și tulburările metabolice. Cu toate acestea, mecanismele precise responsabile de dereglarea adiponectinei nu au fost complet elucidate.

țesutului

Obezitatea ca exces de țesut adipos este atribuită hipertrofiei și hiperplaziei adipocitelor. Adipocitele devin hipertrofice în timpul dezvoltării obezității, iar dimensiunea lor crește până la 140-180 μm în diametru (16). Adipocitele au o capacitate limitată de hipertrofie; un motiv pentru aceasta este considerat limita de difuzie a oxigenului, care este de cel mult 100 μm (17). Prin urmare, este posibil ca adipocitele hipertrofice să reziste la un aport de oxigen mai mic decât adecvat.

Studii recente au raportat că stresul ER este crescut la nivelul ficatului și țesutului adipos al șoarecilor obezi (23,24). Diversi stimuli intracelulari și extracelulari, inclusiv privarea de glucoză sau nutrienți, hipoxia, infecția virală și sinteza crescută a proteinelor secretoare pot declanșa stresul ER (21). Cu toate acestea, factorii declanșatori care induc stresul ER în obezitate au rămas neclare.

În studiul de față, oferim dovezi pentru hipoxia în țesutul adipos al șoarecilor obezi și că o astfel de hipoxie se datorează parțial unui aport inadecvat de sânge. În plus, am constatat că expunerea adipocitelor la hipoxie determină producția neregulată de adipocitokine și că reglarea descendentă a ARNm a adiponectinei indusă de hipoxie este mediată de mecanisme transcripționale dependente de stresul ER și - mecanisme posttranscripționale independente.

PROIECTAREA ȘI METODELE CERCETĂRII

Toate animalele au fost achiziționate de la CLEA Japonia, au fost adăpostite într-o cameră sub temperatură controlată (23 ± 1 ° C) și umiditate (45-65%) și au avut acces gratuit la apă și chow (Oriental Yeast Co.). Am folosit șoareci masculi pentru dieta bogată în grăsimi - studiu de hrănire și șoareci femele pentru studiul șoareci KKAy. Pentru studiile obezității induse de dietă, șoarecii masculi C57BL/6J au fost împărțiți la întâmplare în două grupuri la vârsta de 8 săptămâni. Primul grup a fost hrănit cu o dietă bogată în grăsimi conținând 30% grăsimi în greutate (AIN93G), în timp ce al doilea grup a fost hrănit cu un chow normal conținând 5,9% grăsimi în greutate (CRF-1; Oriental Yeast Co.) timp de 8 săptămâni. Șoarecii normali hrăniți și hrăniți cu conținut ridicat de grăsimi au fost uciși la vârsta de 16 săptămâni, iar femelele C57BL/6J și șoarecii femele KKAy au fost uciși la vârsta de 10-11 săptămâni. Țesuturile au fost disecate și congelate în azot lichid. Probele au fost depozitate la -80 ° C până la utilizare. Pentru analiza gazelor arteriale din sânge, probele de sânge au fost colectate din artera carotidă stângă și măsurate cu ajutorul unui analizor de sânge (i-STAT; Fuso Pharmaceutical Industries, Tokyo, Japonia).

Detectarea hipoxiei.

Un kit Hypoxyprobe-1 Plus (Chemicon International, Temecula, CA) a fost utilizat pentru detectarea hipoxiei tisulare. Șoarecii au fost injectați cu 40 mg/kg pimonidazol intraperitoneal cu 1 oră înainte de a fi uciși. Organele au fost îndepărtate imediat, fixate în 10% formalină tamponată neutră timp de 24-48 ore și apoi prelucrate în blocuri de parafină. Secțiunile au fost pregătite conform instrucțiunilor furnizate de producător, contracolorate cu hematoxilină și analizate în mod standard.

Cuantificarea capacității de perfuzie cu ajutorul microsferelor.

Șoarecii au fost anesteziați prin injecție intraperitoneală de pentobarbital și un cateter de polietilenă a fost poziționat în arcul aortic prin artera carotidă stângă. Microsfere colorante galbene (15,5 μm diametru, 4 × 10 4 margele; Triton Technology, San Diego, CA) au fost injectate și apoi spălate cu soluție salină. Țesuturile au fost dizolvate în KOH de 4 mol/l și filtrate cu filtre cu membrană din poliester (Triton Technology). Vopseaua fluorescentă a fost extrasă cu acetat de celuloză acidificat, iar fluorescența a fost măsurată cu un cititor de plăci și normalizată prin greutatea fiecărui țesut.