Електронні журнали Тієма - діабетологія та метаболізм Анотація
Питання: Дієта з високим вмістом жиру є однією з основних причин ожиріння, резистентності до інсуліну та діабету 2 типу. QTL Nob1 (кількісний локус ознак) у хромосомі 5 (LOD 7.9) був ідентифікований у зворотному кросінгу між худими мишами SJL та ожирінням NZO і в цій моделі по суті визначає залежність від дієти поширеності ожиріння та діабету. Комбінуючи генетичні, клітинні та молекулярно-біологічні методи, ген, відповідальний за вплив Nob1, слід ідентифікувати та функціонально охарактеризувати.
МЕТОДИ: Штам, стійкий до ожиріння, штам SJL, мишей із ожирінням штаму NZO та мишей C57BL/6J використовували для експериментів з схрещування. Критична зона QTL була перенесена на еталонний штам C57BL/6J (лінія RCS Nob1.10) шляхом маркерного схрещування і характеризувалась секвенуванням, аналізами гаплотипів та аналізами експресії. Для функціональної характеристики Tbc1d1 проводили вимірювання ліпідного та вуглеводного обміну з [1- 14 C] пальмітатом та 2-дезокси- [1,2-3 H] глюкозою як субстратами на культивованих міотрубках C2C12, а також в інтактних ізольованих скелетних м'язах.
Результати: Алель SJL Nob1 був ідентифікований як пригнічувач ожиріння в експериментах з схрещування з різними штамами мишей із ожирінням і худими. Подальші дослідження експресії генів та аналіз послідовностей критичної області QTL змогли виявити мутацію гена Tbc1d1 у тонкої миші SJL, що призводить до повної втрати функції білка. Tbc1d1 в основному експресується в скелетних м'язах і гомологічний білку сигналу інсуліну As160, який є важливим для стимульованого інсуліном захоплення глюкози транспортером глюкози GLUT4. Нокдаун Tbc1d1 в клітинах м'язів C2C12 за допомогою siRNA викликає збільшення поглинання і окислення пальмітату. Надмірна експресія Tbc1d1 має протилежний ефект у цих клітинах. У рекомбінантно-вроджених мишей з дефіцитом Tbc1d1 спостерігається знижений коефіцієнт дихання (RQ), а в скелетних м’язах збільшується окислення жиру та зменшується споживання глюкози порівняно з контролем. Tbc1d1 є залежним від інсуліну та скорочення фосфорильованим AKT та AMP-кіназою та регулює метаболізм глюкози та ліпідів у скелетних м'язах через домен Rab-GTPase-активації (GAP).
Висновок: Tbc1d1 відіграє важливу роль в енергетичному гомеостазі та регуляції метаболічної гнучкості скелетних м’язів. Делеція гена Tbc1d1 спричиняє посилене поглинання та спалювання жиру в скелетних м’язах і, отже, має захисний ефект від ожиріння та діабету. Висновок, що мутація гена Tbc1d1 також відповідальна за певні форми сімейного ожиріння у людей, робить цей новий ген цікавим кандидатом для діагностики та лікування ожиріння та діабету.