Експресія рецептора гормону росту людини (ghr) при ожирінні i

предметів

реферат

Цілі:

У людей з дефіцитом гормону росту (ГР) спостерігається підвищене ожиріння, яке терапія ГР може ефективно зменшити завдяки ліполітичним ефектам ГР. Однак подібне лікування ГР для осіб з ідіопатичним ожирінням (які не пов'язані з ендокринопатією/синдромом ендокринопатії) мало успіху. Ми висунули гіпотезу, що ця форма ожиріння може бути пов'язана із стійкістю до GH на рівні адипоцитів через зниження експресії рецепторів GH (GHR).

Предмети та методи:

Ми досліджували експресію GHR у сальниковій та підшкірній жировій тканині у когорті з 55 жінок, які варіювали від худих до ожиріння за різними параметрами ожиріння. Рівні мРНК загальної GHR та домінантно-негативної усіченої форми GHR 1-279 (trGHR) досліджували за допомогою кількісної ПЛР зворотної транскриптази. Проаналізовано зв'язок між ожирінням та показниками GHR та співвідношеннями trGHR/GHR.

Результати:

Загальна експресія мРНК GHR була у 2–3 рази нижчою як в сальниковій, так і в підшкірній жировій тканині порівняно із худими жінками з ожирінням (P  0,05–0,001). Худі особини висловлювали вищі рівні мРНК GHR в жировій тканині порівняно з підшкірною (P P 0,01); Ця специфічна для депо різниця була втрачена у жінок із ожирінням. Рівні мРНК GHR в області сальникового та підшкірного ожиріння показали суттєві негативні кореляційні зв'язки із спектром показників ожиріння, тоді як у підшкірному жирі суттєво вищий коефіцієнт trGHR/GHR спостерігався із збільшенням ожиріння (P = 0,05).

Висновок:

Ці результати підтверджують нашу гіпотезу про те, що ожиріння має нижчий рівень експресії GHR у людей із ожирінням, і пропонують можливе пояснення, чому добавки GH не є ефективним лікуванням для тих, хто страждає ідіопатичним ожирінням.

вступ

GHR є членом сімейства рецепторів цитокінів; На його експресію в різних тканинах впливають гормони, стан харчування та процеси розвитку. Всього існує 14 варіантів мРНК GHR з різними 5 'неперекладеними областями, всі вони кодують один і той же білок. 7, 14 Ці варіанти мають специфічні для розвитку та тканини профілі експресії: V1, V4, V7 і V8 специфічні для постнатальної печінки, тоді як інші повсюдно виражені. 13, 14 Загальна експресія GHR помітно підвищується під час диференціації преадипоцитів у мишей та людей. 7, 15

Існують також дві усічені форми білка GHR (trGHR 1-277 та trGHR 1-279), яким бракує значної частини цитоплазматичного домену внаслідок нормального почергового сплайсингу гена GHR. 16 Рівень їх експресії є специфічним для тканини, причому trGHR 1-279 є основною формою у всіх досліджуваних тканинах та клітинних лініях людини, включаючи жир. 4, 16 білки TrGHR втручаються домінантно-негативно в нормальний рецепторний сигнал на повну довжину після димеризації рецепторів. Таким чином, порушення чутливості GH при ожирінні можна пояснити або зниженням експресії GHR в адипоцитах, або збільшенням експресії усіченої форми порівняно з рецептором повної довжини.

Щоб перевірити ці можливості, ми дослідили рівень загальної GHR та співвідношення мРНК trGHR 1–279/GHR у відкладах сальних та підшкірних ліпідів у когорті з 55 жінок, індекс маси тіла (ІМТ) яких був худим поки ожиріння не коливалося. Ми досліджували кореляцію спектру показників ожиріння з експресією GHR у жирі та порівнювали показники GHR у сальниковій та підшкірній ділянці та співвідношення trGHR/GHR у худорлявих та ожирілих осіб. Результати підтверджують нашу гіпотезу, що експресія жирової тканини GHR зменшується із збільшенням ожиріння.

Предмети та методи

предметів

Вимірювання жиру в організмі

Жінок обстежували на ІМТ (кг м −2) та ожиріння в Медичному центрі університету Лаваль. Загальну масу жиру, нежирну масу, масу жиру в стовбурі та відсоток загального жиру в тілі визначали за допомогою подвійної енергетичної рентгенівської абсорбціометрії за допомогою денситометра Hologic QDR-2000 та вдосконаленого програмного забезпечення для цілого масиву V5.73A (Hologic Inc., США). Бедфорд, Массачусетс, США). Комп’ютерну томографію (КТ) проводили на рівні хребців L2 - L3 та L4 - L5 для визначення площ поперечного перерізу черевного жиру (КТ сканер GE Light Speed 1.1, GE Medical Systems, Мілуокі, Вісконсин, США). Загальний підшкірний жир та сальний жир визначали кількісно, як описано раніше. 17, 18 Всі вимірювання проводились вранці або протягом декількох днів до або після операції.

Біохімічні вимірювання

Кров брали вранці після хірургічного втручання після 12-годинного голодування, щоб охарактеризувати обстежених за різними біохімічними показниками, включаючи загальний холестерин, низький рівень ліпопротеїнів (ЛПНЩ)/високий рівень ліпопротеїнів (ЛПВЩ), тригліцериди, інсулінемія. Глікемія, інсулінорезистентність (оцінка гомеостатичної моделі - індекс інсулінорезистентності), лептин, адипонектин, резистин та інтерлейкін-6, як описано раніше. 17, 18

Жирова тканина

Під час операції відбирали пари зразків жирової тканини з місця хірургічного розрізу внизу живота (підшкірно) та в дистальній ділянці верхнього сальника (сальника). Шляхом травлення колагенази виділено 17 адипоцитів. Середній діаметр адипоцитів, об’єм, площа поверхні та активність ліпопротеїнової ліпази вимірювали, як описано раніше. 17, 18 Зразки тканин, що залишилися, заморожували у рідкому азоті та зберігали при -80 ° C до екстракції для мРНК. 19-го

Кількісна оцінка мРНК

Загальний рівень мРНК GHR і trGHR аналізували методом кількісної ПЛР зворотної транскриптази, як описано раніше, 19, 20, за таких умов: 95 ° C/10 с, 59-62 ° C/10 с, 72 ° C/12 с і 76 ° C/5 с повторювали 50 разів. Наступні праймери використовували для загального GHR (5'-ATTCACCAAGTGCCGTTCACCT-3 '(сенс); 5'-TAATCAGGGCATTCTTTCCATTCT-3' (антисмисловий)) і trGHR 1-279 (5'-ATAAGGAATATGAAGTGAGTGG-3 '(сенс). ATCTTTGGAACTGGAACTTTGCT-3 '(антисмисловий)). Кількість цільового гена розраховували за допомогою порівняльного методу Ct. Ефективність ампліфікації підтверджена та нормалізована до чотирьох генів ведення домашнього господарства: гіпоксантину фосфорибозилтрансферази 1, субодиниці (о) АТФ-синтази, глюкозо-6-фосфатдегідрогенази (G6PD) та 18S. G6PD було обрано для остаточного аналізу, оскільки на нього найменше впливало збільшення ожиріння. G6PD ампліфікували, використовуючи праймери 5'-CAGCGCCTCAACAGCCACAT-3 '(сенс) і 5'-AGGCTTCTCCACGATGATGC-3' (антисмислові). 21-го

Статистичний аналіз

Спочатку всю когорту досліджували на предмет асоціації між рівнями мРНК та різними параметрами ожиріння. Змінні, які зазвичай розподіляються згідно з тестом Шапіро-Вількса (P

Точкові графіки кореляції загальної маси жиру в організмі з експресією жирової тканини GHR: Кореляція між загальною масою жиру в організмі та ( a ) мРНК сальникової GHR, ( ) підшкірна мРНК GHR та ( c ) співвідношення оментальної (OM) -trGHR/GHR та підшкірної (SC) -trGHR/GHR. N = 51.

Точкові схеми кореляції зони вісцерального жиру з експресією GHR в жировій тканині: Кореляція між зоною вісцерального жиру (КТ L2 - L3) та ( a ) мРНК оментальної GHR, ( ) підшкірна мРНК GHR та ( c ) Співвідношення trGHR/GHR оментальної (OM) та підшкірної (SC) trGHR/GHR. Подібні результати були отримані з даними КТ L4-L5. N = 50.

Точкові діаграми кореляції розміру клітин адипоцитів з експресією GHR в жировій тканині: співвідношення між ( a ) розмір клітин адипоцитів сальникової залози (діаметр) та мРНК сальникової GHR, ( ) розмір підшкірної клітини та підшкірна мРНК GHR та ( c ) Розмір клітин адипоцитів та співвідношення trGHR/GHR сальникової залози (OM) та підшкірної (SC) trGHR/GHR. N = 48-51.

Для того, щоб перевірити можливість домінантно-негативного спричиненого рецептором нечутливості до гормону при ожирінні, ми також дослідили зв'язок між ожирінням та біохімічними параметрами із коефіцієнтами експресії trGHR/GHR. У підшкірних депо співвідношення trGHR/GHR показали позитивні кореляційні зв'язки, які були значущими для кожного досліджуваного показника ожиріння, за винятком активності ліпопротеїнової ліпази (P.

0,05-0,01; Рисунки 1, 2, 3, таблиця 2). Коефіцієнти trGHR/GHR показали стабільну позитивну, але не значущу кореляцію. Співвідношення trGHR/GHR не суттєво корелювало з будь-яким з біохімічних параметрів (Таблиця 2c).

Депо-специфічні відмінності у експресії мРНК GHR у осіб із надмірною вагою та ожирінням

Для того, щоб визначити, з якого рівня ожиріння міжвідмінні відмінності у вираженні GHR та у співвідношенні trGHR/GHR стали значущими, ми розділили когорту на групи худорлявих, зайвої ваги та людей із ожирінням на основі клінічно значущих критеріїв ІМТ (табл. 3, малюнок 4). Середній вік, артеріальний тиск, глюкоза, загальний холестерин або ліпопротеїн холестерину з низькою щільністю груп із надмірною вагою та ожирінням суттєво не відрізнялися від худих контрольних. Крім того, між групами не було суттєвих відмінностей залежно від індивідуального менопаузального статусу, стабільності ваги або вживання наркотиків. Однак, як очікувалося, ІМТ, маса жиру в організмі, відсоток жиру в організмі, оцінка гомеостатичної моделі, індекс інсулінорезистентності, показники інсуліну, тригліцеридів та лептину показали значні відмінності як у групі із надмірною вагою, так і у людей із ожирінням порівняно з худою групою (P  0,05-0,001) ). Рівні холестерину ЛПВЩ, резистину та адипонектину лише суттєво відрізнялись у пацієнтів із ожирінням (P P 0, 05).

Середня експресія мРНК GHR у різних депо пацієнтів з різним ступенем ожиріння, як визначено ІМТ. Групи ожиріння визначаються наступним чином: Худий = 18MIBMI * P

Загальний рівень мРНК GHR порівнювали з підшкірним жиром обох худих (P.

0, 01), а також із групи із зайвою вагою (П.

0,001) суттєво вище; Навпаки, люди з ожирінням не виявляли суттєвих відмінностей між депо (рисунок 4). Співвідношення TrGHR/GHR були значно вищими в підшкірній та сальній тканині груп із надмірною вагою та ожирінням (P P 0,05-0,001).

обговорення

Щоб зрозуміти причини відносної неефективності GH у цій популяції з ожирінням, ми запитали, чи пов’язане ожиріння зі зміною експресії GHR в жировій тканині. Насправді, у цьому дослідженні, проведеному в когорті жінок, ми виявили, що рівні мРНК жирової тканини GHR як в жировому депо, так і в підшкірному жировому депо в 2-3 рази нижчі і демонструють значні негативні кореляційні зв'язки з низкою параметрів ожиріння. На відміну від цього, ми спостерігали значну позитивну кореляцію між підшкірними співвідношеннями trGHR/GHR та ожирінням. Нарешті, ми повідомляємо, що в той час як худорляві особи виражають більш високий рівень сальмової кислоти у порівнянні з підшкірним жиром, ця специфічна для депо різниця втрачається у людей із ожирінням.

Показники чутливості GH при ожирінні

Взаємозв'язок між ожирінням та вираженням GHR

Через характер поперечного перерізу цього дослідження ми не можемо визначити причини та наслідки взаємозв’язку між вираженістю GHR та ожирінням. Хоча жодне дослідження на людях не досліджувало наслідки втрати ваги на рівні GHR, два дослідження мікрочипів на білій жировій тканині мишей повідомляли про підвищення рівня мРНК GHR після втрати жиру, спричиненої дієтою. 29, 30 Зміни експресії GHR, про які повідомляється в нашому дослідженні, ймовірно, є наслідком ожиріння.

Кілька механізмів можуть пояснити значно нижчу експресію GHR в жировій тканині. Як повідомляється, GH позитивно регулює експресію GHR у багатьох клітинах-мішенях, включаючи адипоцити; 6, 31 Зниження GH у сироватці крові із ожирінням 12 може модулювати транскрипцію гена GHR в адипоцитах. Якщо так, однак, можна очікувати, що заміни СГ покращать рівень ГГР. На жаль, єдині клінічні дослідження, що вивчають цю можливість, обмежувались лікуванням ГР у дорослих з дефіцитом РГ або синдромом Прадера-Віллі, що дало суперечливі результати. 11, 27 Іншим поясненням є те, що придушення GHR є патологічним наслідком ожиріння. 32 По мірі збільшення ожиріння жирова тканина демонструє помітно аномальну гіпертрофію та активність адипоцитів, включаючи підвищену продукцію прозапальних цитокінів (наприклад, інтерлейкіну-6, інтерлейкіну-1β та фактору некрозу пухлини-α), жирних кислот та внутрішньоклітинного кортизолу, що змінюють експресію GHR. 33, 34, 35, 36, 37

Відмінності в експресії GHR між відкладеннями жирової тканини та підшкірного жиру

У цьому дослідженні ми виявили, що худі особини експресують значно вищий рівень мРНК GHR в сальниковій та підшкірній жировій тканині. Було задокументовано багато відмінностей у метаболічній активності двох депо, включаючи чутливість адипоцитів до ліполітичних сигналів, відмінних від ГР, таких як катехоламіни. Підвищена чутлива вісцеральна чутливість до катехоламінів пояснюється підвищеною експресією проліполітичних & bgr; адренергічні рецептори в депо сальних залоз та вища експресія антиліполітичних & agr; 2 -адренергічні рецептори, що простежуються у підшкірному жирі. Цікаво, що введення GH особам з дефіцитом GH покращує реактивність вісцерального катехоламіну, підвищуючи регуляцію β-адренергічних рецепторів. У сукупності ці дані вказують на механізм, за допомогою якого ГР може нормально впливати на більш швидкий ліполіз в сальниковій або підшкірній тканинах. 8, 9, 11

Крім того, ми виявили, що негативний зв’язок між ожирінням та загальною експресією GHR сильніший у сальниковій та підшкірній тканинах. Це може бути пов’язано з відмінностями безпосереднього мікросередовища цих тканин під час ожиріння. 35, 37, 38, 40 На відміну від цього, співвідношення trGHR/GHR демонструють значні позитивні асоціації з ожирінням лише у підшкірних депо, що свідчить про те, що домінантно-негативні ефекти можуть впливати на передачу сигналу GH у цьому депо.

Зв'язок між експресією GHR та рівнем HDL

Ми виявили значущу позитивну залежність між експресією GHR холестерину ЛПВЩ та жировою тканиною, незалежно від ІМТ. Більшість досліджень з пацієнтами з дефіцитом РР виявили значне покращення рівня ЛПВЩ після заміщення ГР. 41, 42, 43 Хоча позитивні ефекти, як правило, пов’язані з покращенням ожиріння ожиріння та рівня ліпідів крові, у двох дослідженнях на жінках, які не виявили жодних порушень, пов’язаних із гормоном росту, було виявлено позитивну кореляцію між базальним рівнем GH та HDL. -Встановлено, що холестерин не залежить від ІМТ, IGF-I або інсуліну. Отже, дані в даний час, як правило, підтримують концепцію, що сигналізація GH може впливати на рівень холестерину ЛПВЩ, хоча механізм залишається невідомим. 44, 45

Висновки

У наступних дослідженнях слід розглянути три моменти. По-перше, чоловіків також слід обстежувати, оскільки, ймовірно, існують гендерні відмінності. По-друге, слід включити аналіз GHR різних субпопуляцій жирових клітин, щоб дослідити відмінності між депо. По-третє, аналізи мРНК GHR слід паралельно аналізувати на білках. Поточні обмеження обумовлені малими зразками тканин, доступними під час хірургічного втручання, невеликою кількістю білка GHR в тканинах людини та низькою ефективністю доступних людських антитіл до GHR, які вимагають етапу імунопреципітації перед вестерн-блот і, отже, великого Потрібна кількість тканини. 46

На закінчення слід зазначити, що терапія ГР при ідіопатичному ожирінні, як правило, невтішна. 12 Результати цього дослідження підказують причину: набагато нижчий рівень експресії GHR у жирових жирових відкладеннях. Отже, лікування гормону росту, ймовірно, залишатиметься неефективним у осіб із ожирінням, якщо воно не поєднується з методами лікування, які можуть покращити відповідь на гігідемічну реакцію, характерну для ожиріння. Зараз буде важливо визначити механізми, що беруть участь у регулюванні основних всюдисущих промоторів GHR, а також альтернативний процес зрощування в жировій тканині.