Rezultatele livrării genei de Pro-opiomelanocortină centrală în hipofagie, adipozitate viscerală redusă și

Abstract

  • AgRP, proteină legată de agouti
  • BAT, țesut adipos maro
  • CBA, β-actină de pui
  • CREB, proteina de legare a elementului de răspuns AMPc
  • FFA, acid gras liber
  • MC, melanocortină
  • α-MSH, hormon de stimulare a α-melanocitelor
  • P-CREB, proteină de legare a elementului de răspuns AMPc fosforilat
  • POMC, pro-opiomelanocortină
  • PWAT, țesut adipos alb perirenal
  • rAAV, virus adeno-asociat recombinant
  • RTWAT, țesut adipos alb retroperitoneal
  • UCP1, proteina de decuplare 1
  • WAT, țesut adipos alb

Sistemul central de melanocortină joacă un rol critic în reglarea homeostatică a greutății corporale (1-5). Melanocortinele (MC) sunt peptide bioactive derivate dintr-un preormon comun, pro-opiomelanocortina (POMC), dintre care unul, hormonul de stimulare a α-melanocitelor (α-MSH), este un regulator major al hrănirii și al homeostaziei greutății corporale. Exprimarea redusă a POMC hipotalamic este asociată cu sindroame de obezitate cauzate de mutații ale receptorului leptinei (6,7) sau ale altor gene (tubby, Nhlh2 etc.) (8,9), de leziuni hipotalamice (10) și, probabil, cele mai multe frecvente, prin îmbătrânire (11). Că ARNm hipotalamic POMC redus ar putea contribui la fenotipurile obeze din aceste modele este sugerat de observația că mutațiile genei POMC provoacă obezitate la șoareci (12) și oameni (13). Cu toate acestea, nu este încă clar dacă normalizarea tonului central POMC poate inversa fenotipurile obeze. Prezentul studiu își propune să abordeze această întrebare.

rezultatele

Leptina, un hormon derivat din adipocite, acționează asupra satietății și centrelor de apetit din hipotalamus, atât pentru a reduce consumul de alimente, cât și pentru a crește cheltuielile de energie (14-16). Dovezi recente sugerează că sistemul MC poate fi localizat în aval de calea hipotalamică de semnalizare a leptinei. Leptina activează neuronii care conțin proteine ​​POMC și agouti (AgRP) ale nucleului arcului ventrolateral și respectiv ventromedial, rezultând o creștere a expresiei POMC și o scădere a AgRP (15,17-20). În plus, supresia indusă de leptină a aportului alimentar este blocată efectiv de un antagonist al receptorului MC 3/4 (21) și inducerea mediată de leptină a proteinei de decuplare 1 (UCP1), o proteină termogenă importantă în țesutul adipos maro (BAT) ).), este, de asemenea, atenuat de antagonismul central al receptorilor MC (22).

Șobolanii Zucker obezi genetic fa/fa cu o mutație recesivă a genei receptorului de leptină dezvoltă obezitate severă, cu debut precoce, asociată cu hiperfagie, hiperleptinemie și hiperinsulinemie (23,24). Folosind acest model de rozătoare rezistente la leptină și insulină, am examinat dacă supraproducția de POMC în hipotalamus ar reduce masa corporală și adipozitatea și ar îmbunătăți metabolismul glucozei la șobolanii obezi Zucker. În plus, unele dovezi sugerează că tahifilaxia la reducerea mediată de MC a consumului de alimente se dezvoltă după tratamentul farmacologic cronic al agoniștilor MC la rozătoare (25,26). Astfel, cel de-al doilea scop al acestui studiu a fost de a examina consecințele supraexprimării îndreptate pe termen lung a POMC asupra răspunsului anorexic mediat de MC.

Succesele recente în utilizarea virusului adeno-asociat recombinant (rAAV) pentru a obține expresia pe termen lung a transgenelor oferă o oportunitate de a ne testa ipotezele (27). Există multe avantaje ale utilizării rAAV, inclusiv nonpatogenicitatea, nonimunogenitatea, viabilitatea ridicată a virionului și, cel mai important, expresia pe termen lung a transgenului livrat. Vectorul rAAV de tip 2 a avut un succes unic ca vector de transfer de gene în SNC (28).

În studiul de față, am utilizat un vector rAAV de tip 2 care codifică POMC murin (rAAV-POMC) pentru a evalua consecințele pe termen lung ale livrării genei POMC asupra echilibrului energetic, termogeneza BAT și transducția semnalului MC hipotalamic la șobolanii obezi Zucker În acest scop, am administrat rAAV-POMC sau vectori de control bilateral în nucleul arcuat al hipotalamusului șobolanilor obezi Zucker timp de 38 de zile și am evaluat aportul alimentar, greutatea corporală, adipozitatea, hormonii serici și nivelurile de metabolit, proteina BAT UCP1, POMC hipotalamic, Nivelurile de ARNm AgRP și fosforilarea hipotalamică a proteinei de legare a elementului de răspuns AMPc (CREB) (29).