absztrakt
Jellemezze és hasonlítsa össze az elhízásra hajlamos három beltenyésztett törzset (AKR/J, DBA/2J és C57BL/6J) három kontroll törzzsel (C3H/HeJ, BALB/cByJ és C57L/J), amelyeket a szokásos étkezési szokások és átlag alapján választottak ki súly. profitál a magas kalóriatartalmú étrendekből.
Módszerek és eljárások:
Ezt a hat törzset 5 hetes korban vizsgálták, miközben testtömegük továbbra is normális volt, és 1 napig vagy 3 hétig különböző táplálkozási paradigmákban tartották makrotápanyag-diétával. Megmértük a makrotápanyagok bevitelét, a testsúlyt és a testzsír-gyarapodást, a keringő hormonokat és metabolitokat, valamint a hipotalamusz peptidet, a galanint.
az eredmények:
A három kontroll törzs kiegyensúlyozott étrendet választott, 50% szénhidráttal és 15-25% zsírral, amikor makrotápanyagok közül választhattak, és a testtömeg, az adipozitás, a hormonok, az inzulin és a leptin méréséhez hasonló normál ponttartomány volt. és metabolitjai, glükóz és trigliceridek. Ehhez a kontroll bázishoz képest az elhízásra hajlamos törzsek, hasonló kontroll teljes kalóriabevitel mellett, szignifikánsan magasabb zsírtartalmú (30–40%) és kevesebb szénhidráttartalmú étrendet választottak (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7). megállapította, hogy egyes törzsek, köztük az AKR/J, a DBA/2J és a C57BL/6J, érzékenyek a magas zsír- és kalóriatartalmú elhízás elősegítésének hatásaira, a diéták és más törzsek, különösen az SWR/J és A/J, ellenállnak az elhízásnak és viszonylag nem reagál ezekre a diétákra. Az egerek harmadik csoportjának nem voltak olyan megkülönböztethető tulajdonságai, amelyek valahol a hajlamos és rezisztens törzsek közé esnének.
A mai napig a vizsgálatok általában csak két törzset hasonlítottak össze, amelyek elhízásra hajlamosak az elhízásra rezisztensekre, és ezeket a törzseket olyan korban vizsgálták, amikor azok már különböznek testtömegükben. Az elhízásra hajlamos AKR/J törzsről, leggyakrabban az SWR/J törzshez képest, kiderült, hogy erősebben részesíti előnyben az étrendi zsírokat, a nagyobb testsúlyt és a zsírraktárakat, magasabb az inzulinszint magas zsírtartalmú étrend mellett és magasabb az inzulinszint. - stimulált glükóz transzport a zsírszövetben. Az elhízásra hajlamos 2, 8, 9, 10 C57BL/6J egerek, általában az elhízás-rezisztens A/J törzshez képest, szintén hasonló endokrin fenotípust mutatnak, és emellett fokozottan hajlamosak a cukorbetegségre, 11, 12, 13 csökkent lipolízissel együtt indukált β-adrenerg aktivitást magas zsírtartalmú étrenden 14 és csökkent hasított fehérje-1 és -2 expresszióját barna zsírszövetben. Kevés információ áll rendelkezésre a DBA/2J törzsről. Az elhízásra hajlamos törzsek közvetlen összehasonlítása azt mutatja, hogy a C57BL/6J egerek bizonyos szempontból különböznek az AKR/J egerektől, alacsony zsírtartalmú étrend mellett alacsonyabb az inzulin- és leptinszint, valamint nagyobb a hiperglikémia. 15
Anyagok és metódusok
elemeket
Hat hím beltenyésztett egér törzset (C3H/HeJ, BALB/cByJ, C57L/J, C57BL/6J, DBA/2J, AKR/J) vásároltunk 4 hetes korban a The Jackson Laboratory-tól (Bar Harbor, ME, USA). ). Valamennyi egeret egyedileg plexi ketrecekben helyeztük el, melyekben o-cobs ágy volt, teljesen akkreditált AAALAC eszközben (22 ° C, 1500 ° C-on 12 órán keresztül kialszik) az intézményileg jóváhagyott protokollok szerint, az NIH Használati és gondozási útmutatójában meghatározottak szerint. . állatok. Étel és víz egyaránt ad libitum volt elérhető. Az összes egeret a kísérlet megkezdése előtt egy hétig egynapos rágcsálófarmban tartották, 1 napig vagy 3 hétig specifikus étrendjükre váltottak, majd felöltettek. A kísérlet kezdetén ezek az 5 hetes rágcsáló törzsek a rágcsáló farmokban hasonlóak voltak a testtömegben (18-21 g).
diéta
Kísérleti eljárások
Három kísérletet hajtottak végre különböző etetési paradigmákkal, mindegyik kísérlet hat egér törzset vizsgált, amelyek n = 7-8 egér/törzs volt. Az 1. kísérletben az egerek két étrend közül választhattak: magas zsír- és szénhidráttartalmú étrend közül. A 2. kísérletben három zsíros étrendű étrendet biztosítottak, amelyek akár zsíros, akár kukoricaolajat tartalmaztak, és a 3. kísérlet egereket tesztelt egyetlen magas zsírtartalmú étrenden, 50% zsírtartalom mellett. A táplálékbevitelt, a kiömlött anyagot és a testsúlyt heti 3 alkalommal mértük a kísérlet időtartama alatt. Az ételpreferencia-méréseket a specifikus makrotáp-kalóriák% -ában számítottuk az összes elfogyasztott kalóriához viszonyítva. Az összes egeret a fényidő lejárta után (1-2 órával a sötét fény megjelenése előtt) gyors lefejezéssel feláldoztuk. Három területről (inguinalis, retroperitoneális és epididymalis) származó egyoldalú testzsírjukat, valamint a mesenterialis zsírpárnát feldarabolták és lemérték, a zsírpárnák súlyát négy egyedi zsírpárna összegeként rögzítették. A 2. és 3. kísérletben ősvért gyűjtöttünk a hormon- és metabolitmérésekhez, és az agyakat gyorsan eltávolítottuk, és felkészítettük a paraventrikuláris sejt (PVN) meghatározására.
Hormonok és metabolitok mérése
A szérum hormon-, leptin- és inzulinszintjét elemeztük a Linco Research Inc. RIA tesztkészleteivel. (MO, USA). A metabolitokat, a glükózt és a triglicerideket (TG) egy E-Max mikrolemez-olvasóval mértük a glükóztrinder-reagenskészlet vagy a TG assay kit segítségével (Sigma, St. Louis, MO, USA).
Agy boncolása
Közvetlenül az elpusztítás után az agyat egy egérmátrixba helyeztük, a ventrális felülettel felfelé nézve, és két 0,5 mm-es koronális metszetet készítettünk, az elülső szegélyként az átlagos optikai kiazmával. A metszeteket üveglemezre helyeztük, és egy egér agyatlasz 19 segítségével a PVN-t (bregma -0,58-0,94 mm) gyorsan mikroszkóppal metszettük mikroszkóp alatt, a fornix és a harmadik kamrát használva tereptárgyként. Ezt a magot fordított egyenlő szárú háromszögként vágtuk, 0,5 mm-rel a kamrával kétoldalt és a fornix szerkezetek között, a leírtak szerint. Ezeket a boncolásokat folyékony nitrogénben azonnal lefagyasztottuk és -80 ° C-on tároltuk a feldolgozásig.
radioimmunassay
A mikrodisszektált PVN-mintákat 2,0 M ecetsavba hurcoltuk, és a galanin-szerű immunreaktivitást a 17. pontban leírtak szerint mértük nyulakban előállított poliklonális antiszérum alkalmazásával szintetikus patkánygalaninon és 125 I-vel jelölt patkánygalaninon (Peninsula Laboratories). A mintákat feloldjuk vizsgálati pufferben, és az elsődleges antitestet normál nyúlszérumot tartalmazó pufferben hígítjuk (1: 75 000 és 0,5% végkoncentráció). A beállításhoz puffereket, antitesteket, mintákat vagy szintetikus patkány-galanin standardokat adunk hozzá, és 72 órán át 4 ° C-on inkubáljuk. Ezután hozzáadunk radioaktívan jelzett galanint, és az inkubálást 24 órán át folytatjuk. A fázisszétválasztást kecske anti-nyúl γ globulin hozzáadásával érték el. Ennek a tesztnek az érzékenysége 4 pg, az ED50 értéke 55 pg, az intra- és inter-teszt variációs koefficiensek 7 és 18%.
Valós idejű kvantitatív PCR
Adatelemzés
A kalóriabevitelt átlagoltuk a 3 hetes tesztidőszakban, és az adatokat kilokalória/24 óra alatt adtuk meg. A testsúly és a zsírpárna súlymérését a kísérlet utolsó napján rögzítettük. Valamennyi értéket átlag ± sem értékként fejezzük ki. A standard statisztikai csomag (SPSS) segítségével az adatokat egyirányú ANOVA-val elemeztük, és ha statisztikailag szignifikáns volt a P 
Három kontroll (C3H/HeJ, BALB/cByJ, C57L/J) és három elhízásra hajlamos törzs (C57BL/6J, DBA/2J, AKR/J) (n = 8/törzs) endokrin intézkedéseit 3 hétig tartottuk. 3 étrendes szénhidrátok, fehérjék és zsír makroelem-paradigma (2. kísérlet). Az értékek a csoport átlagát mutatják ± sem. Az egyirányú ANOVA szignifikáns különbségeket tárt fel a törzsben (P
Hat beltenyésztett törzset (n = 8/törzs) jellemeztek a galanin peptid szintjei PVN-ben a 3 diétás táplálkozási paradigmán (2. kísérlet). Az értékek a csoport átlagát mutatják ± sem Három elhízásra hajlamos törzs (C57BL/6J, DBA/2J, AKR/J) szignifikánsan magasabb galaninszinttel rendelkezett a kontroll törzsekhez képest (C3H/HeJ, BALB/cByJ, C57L/J ) (F (5, 42) = 7, 88, P
A válaszuk mértékének másik különbségét a kontrollokkal összehasonlítva a C57BL/6J egereknél is találtuk az elhízásra hajlamos más törzsekkel összehasonlítva. E három kísérlet mindegyikében a C57BL/6J zsírpárnák súlyának értékei folyamatosan alacsonyabbak voltak, mint az AKR/J és DBA/2J törzseknél. Ez megerősíti és kiterjeszti a C57BL/6J törzs és a DBA/2J törzs összehasonlításának korábbi tanulmányait az egyik 6 jelentésben vagy az AKR/J egy másik jelentésben. 3 A C57BL/6J zsírbeviteli pontszámok és a zsírpreferenciák (32–34%) szintén folyamatosan alacsonyabbak voltak az egyéb, elhízásra hajlamos törzsekhez képest (36–42%), csakúgy, mint a zsírbevitel és az adipozitás közötti összefüggés. Ezenkívül a C57BL/6J eltérő jellemzőjét találták a fehérje bevitel és preferenciák mérésében (40%), amelyek szignifikánsan magasabbak voltak az összes többi törzshez képest (20-30%). Így a jelen eredmények azt mutatják, hogy a C57BL/6J törzs, jóllehet egyértelműen hajlamos az elhízásra, előnyben részesítve a zsírokat a szénhidrátokkal szemben, viselkedési profiljában, és így esetleg mechanizmusában különbözik az AKR/J és DBA/2J törzsektől. elhízottság.
Az irodalomban korlátozott információ áll rendelkezésre a hipotalamusz peptidekről és azok szerepéről az elhízásra hajlamos beltenyésztett egerekben a takarmány és a testsúly szabályozásában. A meglévő vizsgálatok általában megmérték az NPY-t vagy az anteroposterior fehérjét az ívmagban, és megvizsgálták a magas zsírtartalmú étrend és az alacsony zsírtartalmú étrend hatását ezen peptidek expressziójára. A kapott eredményeket kevertük. Míg egyes tanulmányok specifikus kísérleti paradigmákban írják le a C57BL/6J egerek szuppresszív hatását, addig 26, 27, 28, 29 mások ezt a hatást csak az elhízásnak ellenálló egerekben mutatják be, a C57BL/6J törzsben azonban nem, 30, 31, míg az ellenkező hatás, a magas zsírtartalmú étrend által kiváltott NPY stimulációt a DBA/2J egerek írják le. Csak egy olyan tanulmány készült, amely közvetlenül összehasonlította ezeket a különböző törzseket a hipotalamusz peptidjeiben. Ebben a jelentésben az elhízásra hajlamos AKR/J törzs a kontroll C57L/J egerekhez képest szignifikánsan megemelte a táplálék-stimuláló, orexin peptidek expresszióját a perifériás laterális hipotalamuszban. Külön figyelemre méltó, hogy az orexin expressziójának ez a növekedése az emelkedett TG szinttel társul, amelyekről ismert, hogy elősegítik az orexinek expresszióját. 7, 20
következtetések
Jelen tanulmány eredményei a C3H/HeJ, a BALB/cByJ és a C57L/J törzsek stabil kiindulási pontszámait tárják fel. Ehhez a kiindulási ponthoz képest bizonyítékot nyújtanak az elhízásra hajlamos AKR/J és DBA/2J törzsek fenotípusára is, amelyet magas zsírbevitel, TG-szint és PVN-galanin jellemez, és kissé eltérő profil a C57BL/6J törzsben, az emelkedett fehérjebevitel és a hiperglikémia jelzi. Ezek a fenotípusok fiatal korban, valamikor 8 hetes kor előtt nyilvánvalóak. Ezek hyperphagia hiányában és bizonyos esetekben a testtömeg jelentős változása előtt is előfordulnak. Ez azt sugallja, hogy az ezen különbségek által tükrözött mechanizmusoknak oksági szerepük lehet az ezen törzsek által mutatott különbség testzsír felhalmozásában. Ezeknek a beltenyésztett egereknek a kontrollokkal kapcsolatos további vizsgálata még fiatalabb korban is hasznos lehet olyan finom zavarok feltárásában, amelyek kritikusak az elhízás iránti eltérő hajlandóságuk szempontjából. Az ilyen vizsgálatoknak tartalmazniuk kell a galaninon kívül más peptid rendszerek mérését, amelyek valószínűleg hozzájárulnak az elhízás iránti fokozott hajlandósághoz.
köszönöm
Hálásak vagyunk Olga Karatajevnek, Kate Sepiashvilinek és Patricia Pamynek a kézirat elkészítésében nyújtott segítségükért. Ezt a kutatást egy USPHS támogatás, MH43422 támogatta.