Ідентифікація нових г; nes асоційовані особи; s; л; адипоген; себе
Сільвен Бауланде і Бруно Феве *
Ключові слова MeSH: Фізіологічна адаптація, Адипоцити, Адипонектин, Жирова тканина, Клітинна диференціація, Аналіз профілю експресії генів, Глікопротеїни, Люди, Міжклітинні сигнальні білки та пептиди, Харчовий статус, Ожиріння, Секвенування за допомогою акумуляторних олігонуклеотидів, Генетична транскрипція
Розвиток жирової тканини - це складний фізіологічний процес, що дозволяє організму пристосовуватися до змін у своєму харчовому середовищі. Незначне порушення розвитку адипоцитів може призвести до встановлення ожиріння, головного фактора ризику для багатьох захворювань, таких як діабет II типу, гіпертонія або дисліпідемія. Хоча великі дослідження виявили кілька важливих молекулярних механізмів, що беруть участь у диференціації адипоцитів [1, 2], адипогенез ще далекий від того, щоб розкрити всі його секрети.
Під час диференціації преадипоцит зазнає глибокої модифікації своєї програми транскрипції, що призводить до появи нових білків, що беруть участь у різних функціях, характерних для жирової клітини. В надії краще зрозуміти фізіологію адипоцитів, характеристика генів, експресованих під час диференціації адипоцитів, проводиться систематично протягом декількох років із використанням таких методологій, як диференціальний показ, субтрактивне клонування або мікрочипи.
Розроблені на початку 1990-х років, так звані методи диференціального відображення [3, 4] значно сприяють ідентифікації нових генів адипоцитів, експресія яких пов'язана з диференціацією. Принцип цих методів полягає у порівнянні рівнів експресії генів у двох різних фізіологічних або патофізіологічних умовах. Випадкові ампліфікації за допомогою RT-PCR проводяться з месенджер-РНК, що дає можливість отримати профілі експресії генів, специфічні для кожної ситуації, порівняльний аналіз яких дозволяє виявити гени диференціальної експресії.
Застосування цієї методики до моделей диференціації адипоцитів у культурі (головним чином мишачих ліній 3Т3) дозволило виявити та охарактеризувати нові фактори, що беруть участь у диференціації адипоцитів. Серед них адипонектин, який також називають AdipoQ або Acrp30 [5], виявився головним гравцем у контролі глюцидо-ліпідного балансу в організмі та важливою терапевтичною мішенню для інсулінорезистентності та діабету, не залежного від інсуліну у людей. Таким чином, Acrp30/AdipoQ/Adiponectin є переконливим прикладом фактора, що є результатом диференціального скринінгу і який представляє найбільший потенційний інтерес з фізіологічної та терапевтичної точок зору.
Ситуація не завжди така сприятлива. Отже, виявлення нових генів є лише початковим етапом, який слід продовжувати шляхом поглибленої функціональної характеристики. Цей крок може бути нудним і невизначеним. Таким чином, нещодавно наша група виявила мРНК, що кодує кілька експресійних адипоцитарних білків, таких як SSAO (чутлива до семікарбазиду аміноксидаза) [6], Адипонутрин [7] та TIARP (індукований TNFα білок, пов’язаний з жиром) [8]. Щодо цих двох останніх білків, лише непрямі аргументи, такі як профіль розподілу тканин і субклітин, експресійні характеристики та прогностичний структурний аналіз, в даний час дозволяють нам сформувати функціональні гіпотези.
В ендотеліальних клітинах лімфатичної системи та в печінково-випромінених синусоїдах SSAO (також званий VAP-1 для судинного білка-1) може відігравати роль ліганду лімфоцитарної адгезії і, таким чином, брати участь у генезі запальних патологій. [9].
У жирових клітинах кількох видів, включаючи людину, активація ферменту стимулює транспорт глюкози [10, 11] через механізм, який залежить від утворення перекису водню. Спільне введення бензиламіну (фармакологічного субстрату для SSAO) та малих доз ванадату (інгібітора тирозин фосфатази) може навіть повністю виправити гіперглікемію тварин, які страждають на цукровий діабет стрептозотоцином, через посилене використання глюкози на околиці [12].
На рівні артеріальних стінок SSAO у фізіологічному стані сприяє організації позаклітинного матриксу, зокрема еластинової мережі [14]. Однак альдегіди та перекис водню, що утворюються після активації SSAO, є шкідливими для ендотеліальних клітин. Однак активність SSAO підвищена в сироватці крові хворих на цукровий діабет, що призвело до гіпотези, згідно з якою цей надлишок активності бере участь у виникненні дегенеративних ускладнень, пов'язаних з діабетом, зокрема макроангіопатичним [13].
З терапевтичної точки зору, плейотропний характер потенційних функцій ССАО негайно породжує концептуальні проблеми. У контексті діабету виникає дилема між двома протилежними стратегіями: чи слід активувати SSAO за допомогою селективних субстратів і, таким чином, покращувати периферичне використання глюкози та контроль рівня цукру в крові? Навпаки, чи переважно спеціально інгібувати SSAO, щоб запобігти утворенню альдегідів та перекису водню та появі дегенеративних мікро- або макроангіопатичних ускладнень? Розробка моделі інвалідності гена, що кодує SSAO, фінською командою С. Ялканена, безсумнівно, дасть більш точні відповіді на точні фізіологічні наслідки SSAO та його можливості терапевтичного застосування.
Експресія адипонутрину, повністю відсутня в преадипоцитах 3T3, різко зростає під час диференціації адипоцитів [7] і обмежується лише жировою тканиною. In vitro експресія гена адипонутріну індукується глюкозою і репресується ефекторами шляху цАМФ. In vivo експресія цього білка значною мірою контролюється харчовими умовами (експресія зменшується натще і збільшується при вживанні їжі), звідси його назва - адипонутрин. Крім того, він сильно надмірно експресується в жировій тканині ожирілих тварин (щур Цукер). Ці зміни експресії нагадують зміни ліпогенних ферментів. Адіпонутрін, мембранний білок приблизно 45 кДа, виявляє точно структурні гомології з сімейством білків, наділених фосфоліпазою типу естерази (Рисунок 1). Однак, незважаючи на ці структурні та експресійні характеристики, поки що жодні функціональні дані не дозволяють чітко визначити функцію адипонутрину в метаболізмі адипоцитів.