Modificări induse de dietă în proteine ​​de decuplare la tulpini de șoareci predispuse la obezitate și rezistente la obezitate

Editat de Roger H. Unger, Universitatea din Texas Southwestern Medical Center, Dallas, TX și aprobat la 26 ianuarie 1998 (primit pentru revizuire la 26 noiembrie 1997)

induse

Abstract

Obezitatea este o tulburare a echilibrului energetic în care aportul de energie este mai mare decât cheltuielile de energie. Metodele de control al obezității prin limitarea aportului de energie au avut un succes modest în cel mai bun caz și este recunoscut pe scară largă că cheltuielile de energie trebuie crescute la un individ obez dacă se va realiza o pierdere în greutate pe termen lung. Descoperirea recentă a mai multor proteine ​​noi de decuplare (UCP) oferă noi ținte moleculare pentru creșterea cheltuielilor de energie. UCP sunt proteine ​​de membrană integrale ale membranei interioare mitocondriale, unde funcționează ca un canal de protoni sau o navetă. Aceste proteine ​​separă procesul respirației mitocondriale de fosforilarea oxidativă, diminuând producția rezultată de ATP și producând în schimb căldură disipativă. Acțiunea acestor proteine ​​creează un ciclu inutil care scade eficiența metabolică a organismului. Astfel, UCP sunt potențial importante în tulburările de echilibru energetic, cum ar fi obezitatea și diabetul (1, 2).

Consumul unei diete bogate în grăsimi este asociat cu o creștere a expresiei UCP2 în țesutul adipos al tulpinii A/J rezistente la obezitate a șoarecilor, dar nu și în tulpina B6 predispusă la obezitate și diabet (2). Mai mult, un locus pe cromozomul uman 11q13, care este sintenic cu locusul UCP2 pe cromozomul 7 de șoarece, a fost recent legat de rata metabolică la om (12). Studiile de cartografiere cromozomială plasează acum genele UCP2 și UCP3 umane și de șoareci în imediata apropiere una de cealaltă a cromozomului uman 11 și respectiv a cromozomului 7 șoarecelui (11). Prin urmare, atât UCP2, cât și UCP3 reprezintă gene candidate pentru locusul trăsăturilor cantitative ale obezității și diabetului indus de dietă la șoareci (2, 13) și la oameni. În lucrarea descrisă aici, raportăm că grăsimea alimentară crește în mod specific expresia UCP2 în WAT, dar nu și în mușchiul scheletic sau BAT, în două tulpini de șoarece rezistente la obezitate și diabet (A/J și KsJ) fără niciun efect asupra UCP2 țesut al șoarecelui B6. Spre deosebire de UCP2, consumul unei diete bogate în grăsimi nu afectează expresia UCP3 în WAT, mușchi scheletic sau BAT.

MATERIALE ȘI METODE

Animale.

Șoarecii masculi (20 șoareci) din fiecare tulpină B6, A/J și KsJ au fost obținuți de la Laboratorul Jackson la vârsta de 4 săptămâni. Animalele au fost adăpostite câte cinci pe cușcă într-o cameră cu temperatură controlată, cu un ciclu de lumină/întuneric de 12 ore (luminile stinse la ora 17:00). Hrana și apa erau disponibile ad libitum. Șoarecii au fost hrăniți cu una dintre cele două diete după cum urmează: 10 șoareci din fiecare tulpină au fost plasați pe o dietă cu conținut scăzut de grăsimi/zaharoză sau cu o dietă bogată în grăsimi/săracă în zaharoză. Compoziția acestor diete a fost descrisă (14). După 2 săptămâni în aceste diete, animalele au fost anesteziate și ucise prin decapitare, iar țesuturile au fost colectate rapid, curățate și omogenizate în tampon izotiocianat de guanidină 4 M pentru prepararea ARN-ului celular total (15). O altă cohortă de animale a fost crescută în aceste diete timp de 5 luni pentru măsurători ale greutății corporale, a glucozei plasmatice în post și a nivelurilor de insulină, așa cum este descris (16).

Cartografierea genomică a mouse-ului UCP3 în raport cu UCP2.

Poziția cromozomială a UCP3 a fost determinată prin maparea legăturii polimorfismelor de lungime a fragmentului de restricție într-o cruce interspecifică, așa cum este descris pentru UCP2 de șoarece (2). UCP3 s-a dovedit a se cosegrega cu UCP2 în această analiză (M. Seldin și C. Warden, comunicare personală). Am clonat un ADNc de șoarece UCP3 care conține toți cei șapte exoni dintr-o bibliotecă de ADNc de mușchi de șoarece construită în λ gt11 (biblioteca CLONTECH ML3006b). Secvența acestui ADNc UCP3 a fost depusă în baza de date GenBank sub numărul de acces. AF032902 (D.S., C. Fleury, F. Bouillaud și D.R., date nepublicate). Organizarea locusului UCP3/UCP2 a fost studiată utilizând analiza PCR a ADN-ului genomic de la șoareci B6 sau șoareci 129/SvJ. Aceleași date au fost obținute din ambele surse de ADN genomic. Exemplul de sens (5'-CGGGAATCTCCGTTTTGAAC → 3 ′) utilizat în PCR a cuprins codonul de oprire al UCP3, care este 264 bp în amonte de la sfârșitul exonului 7 al UCP3, conform secvenței mouse-ului UCP3 cDNA. Exemplul invers (5'-ATGAATGGACTCCACTGAGC → 3 ') a corespuns pozițiilor -7083 la -7063 ale genei UCP2 (în raport cu site-ul de început transcripțional UCP2). S-a obținut un produs PCR de 1,2 kb și acest produs a fost secvențiat.