Șoarecii mutanți ai acetil-CoA carboxilazei 2 sunt protejați împotriva obezității și diabetului indus de
Contribuție de Salih J. Wakil, 17 iunie 2003
Abstract
La animale, inclusiv la oameni, există două izoforme majore ale acetil-CoA carboxilazei, ACC1 (Mr ≈ 265.000) și ACC2 (Mr ≈ 280.000), care sunt codificate de gene separate și prezintă distribuție distinctă a țesuturilor și celulare (1-4). ADNc-urile care codifică ACC1 și ACC2 uman au fost clonate și secvențiate (1, 2, 5), iar secvențele de aminoacizi prezise au arătat omologii ridicate între cele două izoforme, cu excepția celor 114 aa suplimentare prezente în capătul N terminal al ACC2. Primii 20 aa din această peptidă suplimentară sunt foarte hidrofobi și sunt responsabili de ghidarea ACC2 către membrana mitocondrială (6). Pe de altă parte, ACC1 nu are peptida N-terminală hidrofobă și s-a dovedit a fi localizat în citosol (6). În ficat și alte țesuturi lipogene, ACC1 este extrem de exprimat, iar malonil-CoA pe care îl generează este sursa unităților C2 pentru sinteza acizilor grași. În inimă, mușchi și ficat, malonil-CoA generat de ACC2 este probabil regulatorul sistemului de navetă carnitină/palmitoil-CoA asociat cu membrana mitocondrială (7).
Recent am prezentat dovezi că ACC1 este localizat la citosol și ACC2 este asociat cu membrana mitocondrială (7). În plus, am arătat că șoarecii mutanți Acc2-nuli care conțin ACC1 funcțional au niveluri ridicate de oxidare a acizilor grași (8). Aceste rezultate susțin opinia că malonil-CoA celular este compartimentat; malonil-CoA sintetizat de ACC1 este utilizat în sinteza acizilor grași, în timp ce malonil-CoA generat de ACC2 este implicat în controlul oxidării acizilor grași (8). Pentru a înțelege rolul pe care îl joacă ACC2 în obezitate și diabetul de tip 2, am hrănit șoareci mutanți WT și Acc2 cu diete care induc obezitatea. Rezultatele prezentate aici indică faptul că, în timp ce șoarecii WT au devenit obezi și diabetici, oxidarea crescută a acizilor grași la șoarecii mutanți Acc2-nul a redus obezitatea și a împiedicat apariția diabetului de tip 2.
Materiale și metode
Generarea și întreținerea șoarecilor cu deficit de ACC2. Strategia utilizată pentru a genera șoareci Acc2-nul a fost descrisă și raportată (8). Șoarecii mutanți și WT au fost menținuți, adăpostiți și păstrați pe un ciclu de lumină/întuneric de 12 ore și au avut acces ad libitum la chow normal (Purina) sau la o dietă bogată în grăsimi/bogată în carbohidrați (32% din calorii provin din grăsimi și 38% provin din carbohidrați) sau o dietă bogată în grăsimi (45% din caloriile din grăsimi) (Bioserv, Frenchtown, NJ). Creșterea în greutate corporală a fost determinată prin cântărirea șoarecilor săptămânal.
i.p. Test de toleranță la glucoză. Șoarecii cărora li s-a administrat o dietă bogată în grăsimi/carbohidrați timp de 4 luni au fost postiti timp de 6-8 ore, iar glucoza (1 g/kg greutate corporala) a fost injectata i.p. Nivelurile de glucoză au fost măsurate din sângerările din coadă cu un glucometru (Abbott) și/sau metoda glucozei oxidazei (Sigma) la 0, 15, 30, 60 și 120 min după injectarea glucozei. În plus, corpurile cetonice (β-hidroxibutirat) au fost determinate așa cum s-a descris anterior (8). Nivelurile serice de insulină au fost măsurate, în dublu exemplar, pe 5 μl de ser prelevat din sânge recoltat din vena cozii utilizând kitul ELISA pentru insulină de șobolan (Crystal Chem, Chicago), conform recomandărilor producătorului.
Determinarea conținutului de grăsime la șoareci vii. Spectrometrul Minispec RMN cu rezoluție mică de 60 MHz, EchoMRI (Bruker Optics, Billerica, MA) sau metodele de absorbție cu raze X cu energie duală au fost utilizate pentru cuantificarea grăsimii la șoareci vii. Șoarecii utilizați pentru absorptiometria cu raze X au fost anesteziați și scanați de trei ori folosind un densitometru periferic (PIXImus lunar).