Răspunsurile interleukinei-15 la atrofia mușchilor scheletici indusă de îmbătrânire și descărcare American Journal of
Abstract
interleukina - 15 (IL-15) este o citokină recent descoperită (20) care aparține familiei cu patru pachete de helice α a citokinelor, care includ și IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL- 6, IL-7 și IL-9. Rolurile IL-15 în sistemul imunitar s-au dovedit a include proliferarea și supraviețuirea celulelor T CD8 + (6), activarea celulelor naturale ucigașe (11) și proliferarea celulelor B (5). ARNm IL-15 este, de asemenea, exprimat constitutiv într-o mare varietate de tipuri de celule și țesuturi, inclusiv placentă, mușchi scheletic, ficat, celule epiteliale și macrofage activate (20).
IL-15 și IL-2 au roluri redundante rezultate dintr-o compoziție de receptor similară pentru aceste două citokine. Receptorii IL-15 și IL-2 (IL-15R, respectiv IL-2R) sunt structuri trimerice compuse din două lanțuri identice, lanțul β IL-2R/IL-15R (IL-2Rβ) și γ γc comun ) -lant, împreună cu lanțuri α specifice (18). IL-15Rα prezintă o afinitate mare de legare pentru proteina IL-15, cu o Kd de 10 pM (14). În plus față de acțiunile paracrine, IL-15 poate fi exprimată în trans, în care citokina este fie legată de IL-15Rα de la suprafața celulei, fie ancorată la membrana celulară. În acest mod, IL-15 matur poate fi prezentat celulelor vecine care exprimă IL-2Rβ și -γc (7). Deși atât ARNm IL-15 (27) cât și IL-15Rα (19) este exprimat în mușchiul scheletic, nu se știe dacă mARN-ul pentru un IL-15R trimeric funcțional este exprimat și în mușchiul scheletic, ceea ce ar permite trans prezentarea IL-15 de către celulele musculare.
În cadrul mușchiului scheletic, IL-15 poate stimula exprimarea proteinelor din lanțul greu de miozină în miotuburi diferențiate (17, 34). Miotuburile cultivate cu IL-15 au, de asemenea, o morfologie hipertrofică în comparație cu culturile martor care nu conțineau IL-15. În plus, s-a demonstrat că injecțiile zilnice de proteină IL-15 reduc fragmentarea ADN a mușchilor gastrocnemius, atenuează pierderea mușchilor scheletici asociați cancerului (cașexie) și reduc expresia genică a receptorului factorului de necroză tumorală de tip I (TNF) (TNFR) într-un model de cancer la rozătoare (15). Deși aceste rezultate demonstrează un efect pozitiv al proteinei IL-15 exogene în miocite, răspunsul IL-15 intramuscular endogen nu a fost examinat. Mai mult, nu se cunoaște răspunsul IL-15 la pierderea musculară care rezultă din afecțiuni precum îmbătrânirea sau descărcarea musculară.
Toate procedurile experimentale au fost aprobate de Comitetul instituțional de îngrijire și utilizare a animalelor de la Școala de Medicină a Universității din Virginia de Vest. Standardele de îngrijire a animalelor au fost urmate de respectarea recomandărilor pentru îngrijirea animalelor de laborator, susținute de Asociația Americană pentru Acreditarea Îngrijirii Animalelor de Laborator și urmând politicile și procedurile detaliate în Ghid pentru îngrijirea și utilizarea animalelor de laborator publicat de S.U.A. Departamentul de sănătate și servicii umane și proclamat în Legea privind bunăstarea animalelor.
Rozătoare HS.
Încărcare/descărcare aripă.
Estimări RT-PCR ale ARNm.
FIG. 1.Interleukin (IL) -15 specificitate de exemplu. A: RT-PCR a fost efectuată pentru IL-15 în ADNc de la mușchiul scheletic de șobolan (SM), cu ADNc din splina de șobolan (SP) și țesutul hepatic (LV) utilizate ca martori pozitivi. Treizeci și patru de cicluri de PCR la o temperatură de recoacere calculată (TA) de 56,6 ° C au produs benzi de 594 pb în toate cele trei tipuri de țesuturi. : digestie de restricție a produselor PCR IL-15 din mușchiul scheletal de șobolan și prepeliță cu AluEnzima de restricție. Incubarea produselor PCR la 37 ° C timp de 1 oră a produs fragmentele prezise. PCR, produs PCR complet; RD, produse de PCR digerate cu enzime de restricție.
tabelul 1. Informații despre grundul PCR
TA, temperatura de recoacere; IL, interleukină; R, receptor; γc, γ comun; F, înainte; R, invers.
Secvențierea IL-15Rα.
Amplificarea PCR a secvenței de rattus IL-15Rα produsă de produsul PCR ∼100 bp mai mare decât se aștepta. Produsele PCR corespunzătoare au fost purificate pe gel folosind un kit de extracție a gelului disponibil comercial conform instrucțiunilor producătorului (QIAquick Gel Extraction Kit; Qiagen Sciences) și trimise pentru secvențierea directă (SeqWright DNA Technology Services, Houston, TX). Informațiile de secvență ADNc recent achiziționate au fost apoi comparate cu secvența prognozată de computer utilizată inițial pentru proiectarea primerilor PCR (XM_577598).
analize statistice.
Analizele statistice au fost efectuate folosind pachetul software SPSS, versiunea 10.0. Datele au fost analizate folosind un ANOVA 2 × 2 pentru a examina principalele efecte ale îmbătrânirii și descărcării și interacțiunea vârstă × descărcare. Datele sunt prezentate ca mijloace ± SE cu semnificație setată la
masa 2. Caracteristicile mușchilor rozătoarelor
Valorile sunt mijloace ± SE; , Nu. de animale. HS, suspensie membră posterioară; BM, masa corporală. Caracteristicile a 20 de șobolani Fischer 344 × Brown norvegieni adulți tineri (5-7 luni) și 18 bărbați senescenți (33 luni). NS, nu semnificativ.
*
FIG. 2.Modificări transcripționale IL-15 după suspendarea membrelor posterioare (HS). A: Expresie ARNm IL-15 în mușchii solei după HS. : Expresia ARNm IL-15 la mușchii plantari după HS. O interacțiune semnificativă de îmbătrânire × descărcare a fost observată la ambii mușchi scheletici, indicând vârsta influențată răspunsul mARN-ului IL-15. Datele sunt exprimate ca mijloace ± SE cu semnificație la
Nu a existat nicio interacțiune semnificativă de îmbătrânire × încărcare/descărcare în modelul de prepeliță în niciun moment. Cu toate acestea, a existat un efect principal semnificativ al îmbătrânirii, iar mARN-ul IL-15 a fost cu 53% mai mare la mușchii PAT în vârstă față de mușchii de la păsările tinere adulte. Acest efect principal al vârstei asupra expresiei IL-15 a fost semnificativ pentru toate condițiile: 14 zile de supraîncărcare (F = 5,8, = 0,024), 7 zile de descărcareF = 97,8,
FIG. 3.Modificări transcripționale IL-15 ca răspuns la supraîncărcarea aripii și descărcarea ulterioară. Expresia ARNm IL-15 în mușchii patagialis după 14 zile de supraîncărcare întinsă, 14 zile de încărcare urmate de 7 zile de descărcare ulterioară și 14 zile de încărcare urmate de 14 zile de descărcare. Datele sunt exprimate ca mijloace ± SE cu semnificația setată la