megzavarására

  • elemeket
  • absztrakt
  • bevezetés
  • az eredmény
  • A HFD csökkenti a leukocita migrációt
  • A HFD csökkenti a citokinek helyi felhalmozódását
  • A HFD befolyásolja a leukocita aktivációt
  • A HFD károsítja a bélésszövet aktiválódását
  • vita

elemeket

absztrakt

Hosszú távon a magas zsírtartalmú étrend (HFD) növelheti a szisztémás gyulladás markereit, és végül anyagcsere-állapothoz vezethet, amely negatív és krónikus egészségügyi következményekkel jár. 1 Az egereket rendszeresen használják az immunrendszer és a környezeti kihívások, például a HFD/magas kalóriatartalmú étrend kölcsönhatásának tanulmányozására. A HFD következményei a veleszületett immunrendszerre végül a gyulladásgátló molekulák fokozott expresszióját és termelését foglalják magukban a zsírszövetben, a májban és a vázizmokban, valamint a gyulladáscsökkentő fehérjék megnövekedett keringési koncentrációját, az inzulinrezisztenciát és a metabolikus szindrómához hasonló (MetS) diszlipidémia. az embereknél. 2, 3, 4, 5 Másrészt kevéssé ismert a HFD hatása a perifériás akut gyulladásos válaszra.

Az egér levegő burkoló gyulladás modellje hatékony eszköz a leukocita infiltráció és aktiváció in vivo vizsgálatához. A kezdeti posztstimulációs események magukban foglalják a leukociták, különösen a neutrofilek toborzását, amelyeket aztán fokozatosan kisebb számú mononukleáris sejt vált fel. 6, 7 A bélésszövetekben található aktivált sejtek szintén fontos szerepet játszanak a neutrofil akkumuláció kiváltásában a tumor nekrózis faktor α (TNF-α) és a CXC család szintézisével. 8, 9, 10, 11, 12, 13 A CXCL 1-3 az egyik legfontosabb tényező ebben a folyamatban, és kifejezetten vonzza a neutrofileket. A beérkező neutrofilek pedig a kemokinek és a citokinek fontos forrásává válnak, és hozzájárulnak a megfelelő gyulladásos válasz kialakulásához. 9.

Ebben a tanulmányban egy hátsó légzsák modellt használtunk annak a hipotézisnek a vizsgálatára, hogy a rövid távú HFD befolyásolhatja a gyulladásos válasz progresszióját. Beszámolunk arról, hogy egy ilyen étrend a keringő leptin megnövekedett szintjével és egy jelentősen károsodott szöveti válasszal jár, amelyet a leukocita-toborzás és -aktiváció csökkenése, valamint a gyulladásos citokinek helyi jelenlétének általános csökkenése jellemez. A lehetséges mechanizmusokat tárgyalják.

az eredmény

A HFD csökkenti a leukocita migrációt

Számos metabolikus állapot poligén etiológiája miatt az állatok nem beltenyésztett törzse, például az egér CD1, alkalmasabbnak tűnt, mint a monogén vagy farmakológiailag indukált modellek. 15 CD1 egeret tápláltak HFD-vel 5 héten keresztül, általában a súlyváltozásokat és a metabolikus egyensúlyhiány megjelenését megelőző időszakban. 16, 17 Ezért az 5 hétig HFD-vel táplált CD1 egerek átlagos súlygyarapodása lényegében megegyezett a normál étrenddel etetett egerekével (ND; 1. táblázat). A plazma glükóz-, inzulin-, triglicerid- és nem észterezett zsírsavszintje hasonló volt a két csoport között, míg a koleszterinszint a HFD-csoportban emelkedett. A vér leukocitaszáma kissé alacsonyabb volt, de nem szignifikánsan a HFD csoportban. Ezzel szemben a plazma leptin koncentrációja majdnem megduplázódott a HFD csoportban. A HFD a hátsó légzsákba vándorló leukociták számának csökkenésével is társult (1a. Ábra). A leukocitaszám megközelítőleg feleannyi volt a HFD-vel táplált egerekben, míg a CD45 + Ly-6G + kettős pozitív neutrofilek aránya hasonló maradt, 90% -nál (1b. Ábra). A HFD nem befolyásolta szignifikánsan a leukocita egyik altípus túlélési arányát (1c. Ábra).

Asztal teljes méretben

A citokin/kemokin koncentrációjának meghatározása a háti légzsákokban. Az ND-vel vagy HFD-vel táplált CD1 (ICR) egereken tenyésztett back-air zsákokból lemosott sejtmentes exudátum citokinjeit/kemokinjeit gyöngyalapú multiplex immunvizsgálattal mértük, az Anyagok és módszerek szerint. Az értékek átlag ± sem (n = 8 egér). Az LPS/foszfáttal pufferolt sóoldat (PBS) arány az LPS stimulációra adott válasz nagyságát jelenti. * Jelentősen alacsonyabb, mint ÉD.

Teljes méretű kép

A HFD befolyásolja a leukocita aktivációt

A leukocitákban a génexpressziót a hátizsákokból nyertük. Az ND-vel vagy HFD-vel táplált CD1 (ICR) egerek hátizsákjaiból nyert leukociták Messenger RNS-szintjét a jelzett gének esetében valós idejű PCR-rel határoztuk meg. a ) Az a ház, amelybe csak foszfáttal pufferolt sóoldatot (PBS) injektálnak (alapvonal). b ) injekciós eset LBS-t tartalmazó PBS-sel (stimulált állapot). Az értékeket az átlagos küszöbérték ± sd alapján számítottuk (nyolc egér sejtjeit egyesítettük mindegyik értékhez; ismétlődő vizsgálatok; a hibasávok kisebbek, mint az adatpontok), az ND-vel táplált egerek GM-CSF-jéhez viszonyítva (1-re rögzítve) . Az oszlopdiagramok a gének sorrendjét mutatják az étel hatása alapján (HFD/ND mRNS expressziós különbség). c ) Csúcs: stimulációs index a változások többszöröseként kifejezve. Alul: a diéta hatásán alapuló génszekvencia (HFD/ND stimulációs index arány). Világosszürke oszlopok: a génexpresszió legalább 50% -kal csökkent (szaggatott vonallal jelölve) az ND-vel táplált egerekhez képest; sötétszürke oszlopok: a génexpresszió legalább megduplázódott (szaggatott vonal).

Teljes méretű kép

A HFD károsítja a bélésszövet aktiválódását

Gén expresszió a hátsó bélésszövetekben. Az ND-vel vagy HFD-vel táplált CD1 (ICR) egerek hátsó zsebét szegélyező rezidens szövetek Messenger RNS-szintjét a jelzett gének esetében valós idejű PCR-rel határoztuk meg. a ) egy kapszula, amelybe csak foszfáttal pufferolt sóoldatot (PBS) injektálnak (alapvonal); b ) injekciós tok LBS-t tartalmazó PBS-sel (stimulált állapot). Az oszlopdiagramok a gének sorrendjét mutatják az étel hatása alapján (HFD/ND mRNS expressziós különbség). Az értékeket az átlagos küszöbérték ± sem értékéből számítottuk (n = 4 egér; a hibasávok, ha nem láthatók, kisebbek, mint az adatpontok) az ND-vel táplált egerek GM-CSF-jéhez viszonyítva (1-re rögzítve). c ) Csúcs: az ingerindex változóban kifejezve. Alul: a diéta hatásán alapuló génszekvencia (HFD/ND stimulációs index arány). Világosszürke oszlopok: a génexpresszió legalább 50% -kal csökkent (a pontozott vonal jelzi) az ND-vel táplált egerekhez képest; sötétszürke oszlopok: a génexpresszió legalább megduplázódott (szaggatott vonal).

Teljes méretű kép

Asztal teljes méretben

A keringő leptin emelkedett szintje, amelyet a HFD-vel táplált egerek plazmájában figyeltünk meg, arra késztetett minket, hogy megvizsgáljuk ennek az adipokinnak a neutrofil aktivációra gyakorolt ​​lehetséges hatását. Ennek érdekében frissen izolált humán neutrofileket stimuláltunk LPS-sel humán leptin (5 ng ml-1) hiányában vagy jelenlétében, és értékeltük az ezen mRNS-sejtek által expresszált kemokinek és citokinek expresszióját. Az 5. ábra azt mutatja, hogy a leptin szignifikánsan gátolta a CXC és CC családokból származó kemokinek, valamint a gyulladásgátló citokinek TNF-α és IL-1β upregulációját. A gátlás elérte a TNF-α 40% -át.

A leptin hatása a kemokin/citokin expressziójára emberi neutrofilekben. Az emberi neutrofileket LPS-sel (1 μg ml -1) stimuláltuk leptin hiányában vagy jelenlétében (5 ng ml -1). A jelzett gének Messenger RNS szintjét valós idejű PCR-rel határoztuk meg. A sávok az LPS + leptin és az LPS által stimulált minták küszöbciklusainak arányát mutatják (átlag ± sd, n = 2). P 1, 2, 3, 4, 19 Becslések szerint az amerikaiak> 30% -a megfelel a MetS kritériumainak. 20

Ebben a tanulmányban egy rövid távú HFD modell hatását értékeltük a neutrofil aktivációra és a korai gyulladásos válaszra LPS injekcióval ellátott egér hátsó légzsák segítségével. Ezt a modellt eredetileg a szinoviális szövetek helyreállításának állatmodelljeként tervezték. 21 A szinoviumszerű szerkezet több nap alatt fokozatosan alakul ki a szubkután levegő befecskendezése után. A kapott kötőszövet főleg fibroblasztokból, simaizomsejtekből, hámsejtekből és kis számú rezidens makrofágból áll. A légzsákok jelentős előnyökkel járnak, mint például a gyulladásos inger injektálása után keletkező helyi váladék könnyű összegyűjtése és az oldható mediátorok közvetlen elemzése, és a leukocita infiltráció és aktiváció tanulmányozásának modellválasztékává váltak. 6, 9 A cikkben bemutatott eredmények azt mutatják, hogy a HFD hatással lehet az akut gyulladásos válasz kulcsfontosságú aspektusaira, még a MetS-hez kapcsolódó kockázati tényezők előfordulása előtt. A gyulladásos mediátorok koncentrációja, a leukocita szám és a génaktivációs profil csökkent a légzsákban.

Habár a depressziós gének közül sok gyulladásgátló tényezőt kódol (pl. IL-1α/β, TNF-a stb.), Néhányan részt vesznek a sejtes válaszok leállításában vagy korlátozásában is. Például ismert, hogy a TNFAIP3 korlátozza a sejtek aktiválódását azáltal, hogy megszünteti a nukleáris faktor-B-B aktivitást. A DUSP géncsalád, amely jelenleg 25 tagot tartalmaz, a nem-receptor fehérje tirozin-foszfatázokat kódolja. Bár minden tagnak más és más szerepe lehet, ez a család egésze fontos az immunválasz finomhangolásához, hogy elég erős legyen a kórokozók semlegesítésére, de nem hajlamos a túlzott szövetkárosodásra. Egy másik fontos család a SOCS fehérjék csoportja, beleértve a SOCS3-at is, amelyek kötődnek a JAK vagy citokin receptorokhoz, és ezáltal elnyomják az egyéb jelző eseményeket. A nukleáris receptor NR4A/transzkripciós faktorok gyorsan és erősen indukálódnak az aktivált immunsejtekben, és általában hozzájárulnak a citokinek szignalizációjának integrációjához gyulladásos helyzetekben. HFD-vel táplált egerekben az NR4A1 és az NR4A3 redukálódott, míg az NR4A2-et felülszabályozták (összehasonlítva az ND-vel), ami egyértelműen jelzi e gének kiegyensúlyozatlan keresését. 26.

Magasabb szintű leptint találtunk a HFD-vel táplált egerek plazmájában és váladékaiban, ami növeli annak valószínűségét, hogy ez hozzájárulhat a megváltozott válaszokhoz. A leptin az egyik legfontosabb, az adipociták által kiválasztott hormon, amelynek különböző fiziológiai szerepei vannak az anyagcsere és az energia homeosztázis szabályozásával kapcsolatban. 27 A leptin fő funkciója az emberi testben az energiafelhasználás szabályozása és az étvágy kontrollja. 28 A szérum leptin szintje a zsírszövetben tárolt energia mennyiségét tükrözi. A neutrofilek expresszálják a 30 leptin-receptort, és részvétele elősegítheti a 31, 32 kemotaxist, de gátolhatja a neutrofil migrációt más 33 kemoattraktánsokra reagálva, és modulálhatja a Klebsiella tüdőgyulladásból származó neutrofil fagocitózist. 34 Ebben a vizsgálatban a leptin jelentősen megváltoztatta az emberi neutrofilek LPS-re reagálási képességét, és közvetlenül modulálta számos fontos gyulladásos mediátor mRNS-expresszióját, beleértve a legfontosabb citokinek és kemokinek expresszióját. Ez a moduláló hatás legalább részben hozzájárulhat a HFD-vel táplált egerekben megfigyelt károsodott neutrofilek toborzásához és aktiválásához.

A TLR4 az LPS-re történő válaszadás kötelező útjának része. Shi és munkatársai tanulmánya. 35 azt jelezte, hogy a TLR4 funkcióját pozitívan modulálják a tápanyag zsírsavak. A jelenlegi körülmények között azonban a szabad zsírsavszintek nem változtak, és a TLR4-függő sejtes válasz csökkenését figyelték meg, ami arra utal, hogy az emelkedett leptinszintek zavarhatják a TLR4 útvonalát. Humán neutrofilekkel végzett eredmények megerősítették ezt a lehetőséget. Érdekes lesz meghatározni, hogy az egyéb ingerekre (például CpG, opszonizált részecskék stb.) És a receptorok különböző osztályai által közvetített neutrofil válaszokat is módosíthatja-e a leptin. További vizsgálatokra van szükség az intracelluláris mechanizmusok azonosításához, amelyek révén ez a moduláció bekövetkezik.

Összegzésképpen elmondható, hogy a HFD befolyásolhatja az akut gyulladásos folyamatokat azáltal, hogy megzavarja a szövetek aktiválódását, a leukocita-toborzást és a sejtes válaszokat. Összességében eredményeink rávilágítottak a szubkután gyulladásos válasz kialakulásában szerepet játszó molekuláris események számára. Ezenkívül új és potenciálisan fontos szerepet tárnak fel a leptinnek az akut gyulladásos reakciókban.