Obezitatea potențează imunopatologia TH2 prin disregularea PPARγ bioRxiv

Găsiți acest autor pe Google Scholar
Găsiți acest autor pe PubMed
Căutați acest autor pe acest site
Pentru corespondență: evans @ salk.eduyzheng @ salk.edu

Abstract

A, Imagine a controlului și a splinei PPAR TKO și a ganglionilor limfatici. b, Greutatea splinei. c, d, Treg (c) și activat Tconv (d) frecvența celulelor în splină și LN. e, Dezvoltarea subseturilor de celule T din timus. n = 3 șoareci per grup. LN, ganglion limfatic. Testul t al studentului.

A, Gruparea ierarhică de gene exprimate diferențial între celulele TH2 suficiente sau deficiente în Pparg tratate cu celule rosiglitazonă (Rosi) sau dimetil sulfoxid (DMSO) grupate de la 4 șoareci, același set de date utilizat în c-f). b, Motivul ADN-ului cel mai bine marcat al vârfurilor PPAR ChIP-Seq din celulele TH2 prin analiza de novo (celule grupate de la 4 șoareci, același set de date utilizat c-f). c, Graficul Circos reprezentând liste genetice din grupurile Rosi Up, Rosi Down I și Rosi Down II împreună cu listele de vârf din PPAR ChIP-Seq a celulelor TH2. Arcurile violete leagă nume identice de gene din două liste diferite. d, Grafic cu bare reprezentând valorile P ale clusterelor de ontologie genică cu P −10 din listele de gene indicate. Fiecare cluster este etichetat cu cel mai reprezentativ termen de ontologie genică pentru acel cluster. e, f, FPKM selectat și valorile de vârf corespunzătoare PPAR ChIP ale genelor din clusterul Rosi Up (e) și clusterele Rosi Down (f) care au funcții metabolice sau imunologice.

Reglarea metabolică a funcției imune are loc într-un context foarte înalt și într-un mod specific de tip celular 32-34. Pentru a înțelege în continuare mecanismul prin care reprogramarea metabolică activată cu PPARγ ar putea controla funcția imunologică în celulele TH2, am examinat gene din Clusterul Rosi Up care au fost, de asemenea, ținte directe ale PPARγ. Am găsit gene ale căror activități consensuale ar promova o nouă lipogeneză (Plin2, Gpam, Dgat1), oxidarea acizilor grași (Pdk4, Cpt1a, Acaa2, Eci2, Slc25a20, Acadl, Acsl5) și masă mitocondrială (Etfb, Mrpl45, Mrpl1), probabil se manifestă în utilizarea substratului mitocondrial al acizilor grași (Date extinse Figura 4d, e). Într-adevăr, studiile de urmărire au arătat o creștere clară a masei mitocondriale indusă de Rosi, dependentă de PPARγ (date extinse Figura 4f-h), precum și oxidarea mitocondrială a acizilor grași (date extinse Figura 4i, j) fără creșterea glucozei celulare absorbție (Figura 4k de date extinse) sau în oxidarea mitocondrială a carbonilor derivați de glucoză (Figura 4l de date extinse). În mod colectiv, aceste studii susțin PPARγ ca factor de transcripție TH2 de bază care impune capacitatea oxidativă mitocondrială necesară pentru a restrânge funcția de efect TH2 exuberantă.

Datorită capacității robuste a lui Rosi de a reduce funcția efectorului TH2 și de a aplica căile lipidice catabolice într-o manieră dependentă de PPARγ in vitro, am emis ipoteza că poate tratamentul cu Rosi ar putea fi utilizat pentru a proteja șoarecii obezi de AD exacerbată. În mod remarcabil, șoarecii tratați cu Rosi au redus substanțial boala, măsurată printr-o reducere de ~ 40% a creșterii grosimii urechii (Figura 4a, b), reducerea marcată a infiltrației limfocitare (Figura 4c) și o scădere semnificativă a competenței IL-4 Celulele Tconv (Figura 4d), efecte care au fost în mare măsură dependente de PPARγ specific celulei T. Interesant, am observat efecte ale Rosi care nu au fost dependente de PPARγ specific celulelor T, inclusiv o creștere modestă a severității bolii (Figura 4a-c) și o reducere a celulelor Tconv competente IFNγ (Figura 4e), posibil legate de T mecanisme celulare-extrinseci de acțiune PPARγ, care s-a dovedit a fi exprimate în mai multe tipuri de celule ale pielii, cum ar fi adipocite, sebocite, foliculi de păr și keratinocite 35 .

A, Modificarea grosimii urechii în timpul dezvoltării dermatitei atopice cu șoareci alimentați cu dietă HFD sau HFD cu Rosi. b, Grosimea absolută a urechii în ziua 11. Linia punctată indică grosimea medie a urechii în ziua 0 a tuturor șoarecilor din studiu. c, Imagini reprezentative ale histologiei colorate a hematoxilinei și eozinei urechilor în ziua 11. Bare de scară, 100μm. d, e, Celule IL-4 + Tconv totale (d) și celule IFN + Tconv (e) din toată urechea în ziua 11. PPAR TKO, CD4 Cre PPAR fl/fl; n = 5 pentru toate grupurile, cu excepția (e) unde 4 șoareci martori au fost tratați cu dietă HFD sau HFD cu Rosi. Datele sunt medii ± s.e.m. * P evanssalk.edu) sau Y.Z. (yzhengsalk.edu).

Dezvăluiri privind conflictele de interese

A.M. este cofondator al Arsenal Biosciences și Spotlight Therapeutics. A.M. face parte din consiliul consultativ științific al PACT Pharma, este consilier al Trizell și fost consilier al Juno Therapeutics. Laboratorul Marson a primit sprijin de cercetare sponsorizat de la Juno Therapeutics, Epinomics, Sanofi și un cadou de la Gilead. R.L.G. este consultant și are participații la MatriSys Biosciences și Sente Inc. Toți ceilalți autori neagă orice conflict de interese.

Materiale și metode

Toți șoarecii au fost găzduiți în facilitățile specifice fără patogeni de la Institutul Salk pentru Studii Biologice sau au fost achiziționați de la Laboratorul Jackson. Șoarecii PPARγ TKO au fost generați prin încrucișarea șoarecilor transgenici CD4Cre 1 și șoarecii Pparg fl/fl (ref. 2). Am folosit șoareci reporteri Foxp3 Thy1.1 (ref. 3) la izolarea celulelor Treg și Tconv CD4 + din splină și ureche pentru analiza ulterioară a ARN-ului. Șoarecii din cadrul Institutului Salk pentru Studii Biologice au primit chow normal autoclavat (dieta de rozătoare de laborator MI 5001, Harlan Teklad), HFD iradiat (60 kcal% grăsimi, Research Diets), HFD iradiat amestecat cu rosiglitazonă (15 mg kg -1 de alimente, Cercetare Diets) sau DMSO (Research Diets) sau ND (10 kcal% grăsime, Research Diets). Toți șoarecii utilizați pentru studii au fost bărbați. Toate procedurile care implică animale au fost efectuate în conformitate cu protocoalele aprobate de Comitetul instituțional de îngrijire și utilizare a animalelor (IACUC) și Departamentul de resurse animale (ARD) al Institutului Salk pentru Studii Biologice.

Dermatita atopică experimentală indusă de MC903

Șoarecii au fost anesteziați prin izofluran și soluția MC903 (0,1 mM în etanol, 10 μL/ureche, sisteme de cercetare și dezvoltare) a fost aplicată zilnic pe urechile șoarecilor timp de 9-12 zile. Grosimea urechii a fost evaluată utilizând un micrometru (Mitutoyo, # 227-211). La recoltare, urechile au fost disecate de la șoareci și pregătite pentru analize histologice sau citometrie de flux.