Az emberi növekedési hormon receptor (ghr) expressziója elhízásban i

alanyok

absztrakt

Célok:

A növekedési hormonhiányban (GH) szenvedő embereknél fokozott az elhízás, amelyet a GH terápia hatékonyan csökkenthet a GH lipolitikus hatása miatt. Ugyanakkor az idiopátiás elhízásban szenvedő egyének hasonló GH-kezelése (akik nem társulnak endokrinopátia/endokrinopátia szindrómával) kevéssé jártak sikerrel. Feltételeztük, hogy az elhízás ezen formája összefüggésbe hozható a GH-rezisztenciával adipocita szinten a csökkent GH-receptor (GHR) expresszió miatt.

Tantárgyak és módszerek:

55 nőből álló kohorszban megvizsgáltuk a GHR expressziót omentális és szubkután zsírszövetben, akik a soványtól az elhízásig terjedtek a különböző elhízási paraméterek szerint. A teljes GHR és a domináns-negatív csonka GHR 1-279 (trGHR) forma mRNS-szintjét kvantitatív reverz transzkriptáz-PCR-rel vizsgáltuk. Elemezték az elhízás és a GHR pontszámok, valamint a trGHR/GHR arányok közötti összefüggéseket.

Eredmények:

A teljes GHR mRNS expresszió 2-3-szor alacsonyabb volt mind az omentális, mind a szubkután zsírszövetben a sovány, elhízott nőkhöz képest (P .050,05–0,001). A sovány egyedek magasabb szintű GHR mRNS-t expresszáltak omentális zsírban, mint a szubkután (P P 0,01); Ez a depó-specifikus különbség elhízott nőknél elveszett. Omentális és szubkután elhízás A GHR mRNS szintje szignifikáns negatív összefüggést mutatott az elhízás indikátorainak spektrumával, míg a szubkután zsírban a trGHR/GHR szignifikánsan magasabb aránya fordult elő az elhízás növekedésével (P = 0,05).

Következtetés:

Ezek az eredmények alátámasztják azt a hipotézisünket, miszerint az elhízásnak alacsonyabb a GHR expressziója az elhízottaknál, és egy lehetséges magyarázatot javasolnak arra, hogy a GH-kiegészítés miért nem hatékony kezelés az idiopátiás elhízásban szenvedők számára.

bevezetés

A GHR a citokin receptor család tagja; Különböző szövetekben történő expresszióját a hormonok, a táplálkozási állapot és a fejlődési folyamatok befolyásolják. Összesen 14 GHR mRNS-variáns létezik, különböző 5'-nem transzlált régiókkal, amelyek mind ugyanazt a fehérjét kódolják. 7, 14 Ezeknek a variánsoknak fejlődési és szövetspecifikus expressziós profilja van: V1, V4, V7 és V8 specifikusak a posztnatális májra, míg a többiek mindenütt expresszálódnak. 13, 14 A teljes GHR expresszió jelentősen megnőtt a preadipocita differenciálódás során egerekben és emberekben. 7, 15

A GHR fehérjének két csonka formája is létezik (trGHR 1-277 és trGHR 1-279), amelyekből hiányzik a citoplazmatikus domén nagy része a GHR gén normál alternatív splicingje miatt. Kifejeződési szintjük szövetspecifikus, a trGHR 1−279 a fő forma az összes vizsgált emberi szövetben és sejtvonalban, beleértve a zsírt is. A 4, 16 TrGHR fehérje domináns-negatív módon teljes hosszában beavatkozik a normális receptor jelbe a receptor dimerizációja után. Tehát az elhízás károsodott GH-érzékenysége vagy az adipociták csökkent GHR-expressziójának, vagy a csonka forma fokozott expressziójának tulajdonítható a teljes hosszúságú receptorhoz képest.

E lehetőségek teszteléséhez megvizsgáltuk a teljes GHR szintjét és a trGHR 1–279/GHR mRNS arányait az omentális és szubkután lipidek depóiban 55 nő kohortjában, amelynek testtömeg-indexe (BMI) sovány volt amíg elhízott. Megvizsgáltuk az elhízási paraméterek spektrumának és a zsír GHR expressziójának összefüggéseit, és összehasonlítottuk az omentális és a szubkután GHR értékeket, valamint a trGHR/GHR arányt karcsú és elhízott egyéneknél. Az eredmények alátámasztják azt a feltételezésünket, hogy a GHR zsírszöveti expressziója csökken az elhízás növekedésével.

Tantárgyak és módszerek

alanyok

Testzsírmérés

A nőket a Laval Egyetem Orvosi Központjában vizsgálták BMI (kg m −2) és elhízás szempontjából. A teljes testzsírtömeget, a sovány tömeget, a törzs zsírtömegét és a teljes testzsír százalékát kettős energiájú röntgenabszorpciós módszerrel határoztuk meg Hologic QDR-2000 sűrűségmérővel és a fejlett egész testtömb-szoftver V5.73A (Hologic Inc., USA) alkalmazásával. Bedford, MA, USA). A komputertomográfiát (CT) az L2 - L3 és az L4 - L5 csigolya szinteken végeztük a hasi zsír keresztmetszeti területeinek meghatározására (CT szkenner GE Light Speed 1.1, GE Medical Systems, Milwaukee, WI, USA). A teljes szubkután és az omentális zsír mennyiségét a korábban leírtak szerint számszerűsítettük. 17, 18 Minden mérést reggel vagy néhány napon belül végeztek a műtét előtt vagy után.

Biokémiai mérések

A műtét reggelén 12 órás böjt után vért vettek, hogy jellemezzék az alanyokat számos biokémiai paraméteren, beleértve az összkoleszterint, az alacsony lipoprotein (LDL)/a magas lipoprotein (HDL) koleszterint, a triglicerideket és az inzulinémiát. Glikémia, inzulinrezisztencia (homeosztatikus modell értékelése - inzulinrezisztencia-index), leptin, adiponektin, rezisztin és interleukin-6 a korábban leírtak szerint. 17, 18

Zsírszövet

A műtét során a hasi (szubkután) és a felső omentum disztális területén (omentális) a műtéti bemetszés helyéről pár zsírminta-mintát vettek. 17 adipocitát izoláltunk kollagenáz emésztéssel. Az adipocita átlagos átmérőjét, térfogatát, felületét és lipoprotein lipáz aktivitását a korábban leírtak szerint mértük. 17., 18. A fennmaradó szövetmintákat folyékony nitrogénben lefagyasztottuk, és -80 ° C-on tároltuk, amíg az mRNS-ekhez kivontuk. 19-én

mRNS mennyiségi meghatározása

A teljes GHR és trGHR mRNS szinteket kvantitatív reverz transzkriptáz PCR módszerrel elemeztük, az előzőekben leírtak szerint, 19., 20., a következő feltételekkel: 95 ° C/10 s, 59-62 ° C/10 s, 72 ° C/12 s és 76 ° C/5 s, 50-szer megismételve. A teljes primer GHR-hez (5'-ATTCACCAAGTGCCGTTCACCT-3 '(értelm); 5'-TAATCAGGGCATTCTTTCCATTCT-3' (antiszensz)) és trGHR 1-279 (5'-ATAAGGAATATGAAGTGAGTGG-3 '(értelem)) primereket használtunk. ATCTTTGGAACTGGAACTTTGCT-3 '(antiszensz)). A cél gén mennyiségét összehasonlító Ct módszerrel számoltuk. Az amplifikációs hatékonyságot négy háztartási génre validáltuk és normalizáltuk: hipoxantin-foszforibozil-transzferáz 1, az ATP-szintáz alegysége (o), glükóz-6-foszfát-dehidrogenáz (G6PD) és 18S. A végső elemzéshez a G6PD-t választották, mert a növekvő elhízás érte a legkevésbé. A G6PD-t az 5'-CAGCGCCTCAACAGCCACAT-3 '(értelmes) és az 5'-AGGCTTCTCCACGATGATGC-3' (antiszensz) primerekkel amplifikáltuk. 21.

Statisztikai analízis

Először az egész kohortot megvizsgálták az mRNS-szintek és a különböző elhízási paraméterek közötti összefüggésekre. A Shapiro-Wilks-teszt szerint elosztott változók (P

A teljes testzsír-tömeg és a zsírszövet GHR-expressziójának összefüggéseinek szóródási sávjai: A teljes testzsír-tömeg és ( a ) az omentális GHR mRNS, ( ) a szubkután GHR mRNS és ( c ) az omentális (OM) -trGHR/GHR és a szubkután (SC) -trGHR/GHR arányokat. N = 51.

A zsigeri zsírterület korrelációinak szóródási pontjai a zsírszövetben a GHR expresszióval: Korrelációk a zsigeri zsírterület (CT vizsgálat L2 - L3) és ( a ) omentális GHR mRNS, ( ) szubkután GHR mRNS és ( c ) Omental (OM) trGHR/GHR és szubkután (SC) trGHR/GHR arány. Hasonló eredményeket értünk el CT-vizsgálat L4-L5 adatokkal. N = 50.

Az adipocita sejtméret összefüggései a zsírszövetben a GHR expresszióval: korrelációk a ( a ) omentális adipocita sejtméret (átmérő) és omentális GHR mRNS, ( ) szubkután sejtméret és szubkután GHR mRNS és ( c ) Adipocita sejtméret és omentális (OM) trGHR/GHR és szubkután (SC) trGHR/GHR arány. N = 48-51.

Annak érdekében, hogy megvizsgáljuk a domináns-negatív receptorok által kiváltott GH-érzéketlenség elhízottságát, megvizsgáltuk az elhízás és a biokémiai paraméterek kapcsolatát a trGHR/GHR expressziós arányaival is. A szubkután depókban a trGHR/GHR arány pozitív összefüggéseket mutatott, amelyek minden vizsgált elhízási mutató esetében szignifikánsak voltak, a lipoprotein lipáz aktivitás kivételével (P.

0,05-0,01; 1., 2., 3. ábra, 2. táblázat). Az omentális trGHR/GHR arányok folyamatosan pozitív, de nem szignifikáns összefüggést mutattak. A trGHR/GHR arány nem korrelált szignifikánsan a biokémiai paraméterek egyikével sem (2c. Táblázat).

Depot-specifikus különbségek a GHR mRNS expressziójában túlsúlyos és elhízott személyeknél

Annak meghatározása érdekében, hogy az elhízás szintjén melyik interdepot különbség vált szignifikánssá a GHR expresszióban és a trGHR/GHR arányban, a klinikailag releváns BMI kritériumok alapján a kohort karcsú, túlsúlyos és elhízott emberek csoportjaira bontottuk (táblázat 3. ábra, 4. ábra). Az átlagos életkor, a vérnyomás, a glükóz, az összes koleszterin vagy a lipoprotein koleszterinszint alacsony sűrűségű túlsúlyos és elhízott csoportokban nem különbözött szignifikánsan a sovány kontrolltól. Ezenkívül nem voltak szignifikáns különbségek a csoportok között az egyéni menopauza állapota, a súlystabilitás vagy a kábítószer-használat alapján. A várakozásoknak megfelelően azonban a BMI, a testzsírtömeg, a testzsírszázalék, a homeosztatikus modell értékelése az inzulinrezisztencia index, az inzulin, a triglicerid és a leptin értékek mind a túlsúlyos, mind az elhízott csoportban szignifikáns különbségeket mutattak a sovány csoporthoz képest (P 0,05-0,001) ). A HDL koleszterin, a rezisztin és az adiponektin szintje csak elhízott betegeknél volt szignifikánsan különbség (P P 0, 05).

A GHR mRNS átlagos expressziója az elhízás különböző fokú alanyainak különböző depóiban, a BMI meghatározása szerint. Az elhízási csoportokat a következőképpen határozzuk meg: Lean = 18MIBMI * P

Az összes GHR mRNS-szintet összehasonlítottuk mind a sovány szubkután zsírral (P.

0, 01), valamint a túlsúlyos csoportból (P.

0,001) szignifikánsan magasabb; Ezzel szemben az elhízott emberek nem mutattak szignifikáns interdepot különbségeket (4. ábra). A TrGHR/GHR arány szignifikánsan magasabb volt a túlsúlyos és elhízott csoportok szubkután és omentális szövetében (P P 0,05-0,001).

vita

Ahhoz, hogy megértsük a GH relatív hatástalanságának okait ebben az elhízott populációban, megkérdeztük, hogy az elhízás összefügg-e a megváltozott GHR-expresszióval a zsírszövetekben. Valójában a nők egy csoportjában végzett jelen tanulmányban azt tapasztaltuk, hogy a zsír GHR mRNS szintje mind a zsírraktárban, mind a szubkután zsírraktárban 2-3-szor alacsonyabb, és szignifikáns negatív összefüggéseket mutat az elhízás paramétereinek számos tartományával. Ezzel szemben szignifikáns pozitív összefüggéseket figyeltünk meg a szubkután trGHR/GHR arány és az elhízás között. Végül beszámolunk arról, hogy míg a sovány személyek magasabb Omental GHR-szintet fejeznek ki a szubkután zsírhoz képest, ez a depó-specifikus különbség elhízott egyénekben.

Az elhízás GH-érzékenységének mutatói

Az elhízás és a GHR kifejezés közötti kapcsolat

A tanulmány keresztmetszeti jellege miatt nem tudjuk meghatározni a GHR kifejezés és az elhízás közötti kapcsolat okát és hatását. Míg egyetlen emberi tanulmány sem vizsgálta a súlycsökkenés GHR-szintre gyakorolt hatását, két egér fehér zsírszövetén végzett microarray-vizsgálat szerint a diéta okozta zsírvesztés után a GHR mRNS felemelkedett. 29, 30 A tanulmányunkban jelentett változások a GHR expressziójában valószínűleg az elhízás következményei.

Számos mechanizmus magyarázhatja a GHR szignifikánsan alacsonyabb expresszióját a zsírszövetben. Beszámoltak arról, hogy a GH számos célsejtben, beleértve az adipocitákat is, pozitívan szabályozza a GHR expressziót; 6, 31 Az elhízással járó szérum GH csökkenése 12 modulálhatja a GHR gén transzkripcióját az adipocitákban. Ha igen, akkor várható lenne, hogy a GH cseréje javítja a GHR szintjét. Sajnos az egyetlen klinikai vizsgálat, amely ezt a lehetőséget vizsgálta, GH-hiányos vagy Prader-Willi-szindrómás felnőttek GH-kezelésére korlátozódott, amelyek ellentmondásos eredményeket hoztak. 11, 27 Egy másik magyarázat az, hogy a GHR elnyomása az elhízás kóros következménye. Az elhízás növekedésével a zsírszövet markánsan abnormális hipertrófiát és adipocita aktivitást mutat, beleértve a gyulladásgátló citokinek (pl. Interleukin-6, interleukin-1β és tumor nekrózis faktor-α), zsírsavak és az intracelluláris kortizol megváltoztató GHR expresszióját. 33, 34, 35, 36, 37

Különbségek a GHR expressziójában az omentális és a szubkután zsírlerakódások között

A jelen tanulmányban azt tapasztaltuk, hogy a sovány egyedek lényegesen magasabb GHR mRNS-szintet fejeznek ki az omentális és a szubkután zsírszövetben. A két depó metabolikus aktivitásában számos különbséget dokumentáltak, ideértve az adipociták érzékenységét a GH-tól eltérő lipolitikus jelek, például katekolaminok iránt. A megnövekedett sovány zsigeri katekolamin érzékenység a pro-lipolitikus & bgr; adrenerg receptorok az omentális depókban és az antilipolitikus & agr; 2 -adrenerg receptorok visszavezethetők a szubkután zsírba. Érdekes módon a GH beadása GH-hiányos egyéneknél javítja a viscerális katekolamin-reaktivitást azáltal, hogy a β-adrenerg receptorokat szabályozza. Összességében ezek az adatok azt a mechanizmust sugallják, amely révén a GH normálisan befolyásolhatja a gyorsabb lipolízist az omentális vagy a szubkután szövetekben. 8, 9, 11

Ezenkívül azt tapasztaltuk, hogy az elhízás és a teljes GHR expresszió közötti negatív kapcsolat erősebb az omentális és a szubkután szövetekben. Ennek oka lehet ezen szövetek közvetlen mikrokörnyezetének különbségei az elhízás során. 35, 37, 38, 40 Ezzel szemben a trGHR/GHR arány szignifikáns pozitív összefüggést mutat az elhízással csak a szubkután depókban, ami arra utal, hogy a domináns-negatív hatások befolyásolhatják a GH jelátvitelt ebben a depóban.

Kapcsolat a GHR expresszió és a HDL szint között

Jelentős pozitív kapcsolatot találtunk a HDL-koleszterin GHR-expressziója és a zsírszövet között, BMI-től függetlenül. A GH-hiányos betegekkel végzett vizsgálatok többsége a HDL-szint jelentős javulását állapította meg a GH-pótlás után. 41, 42, 43 Bár a pozitív hatások általában az elhízás és a vér lipidjeinek GH-indukálta javulásaival függenek össze, két összefüggést találtak a bazális GH-szint és a HDL között két olyan nőnél, akik nem mutattak ki GH-val kapcsolatos rendellenességeket -Koleszterin megállapította, hogy független a BMI-től, az IGF-I-től vagy az inzulintól. Ezért az adatok jelenleg általában azt az elgondolást támasztják alá, hogy a GH-jelátvitel befolyásolhatja a HDL-koleszterinszintet, bár a mechanizmus továbbra sem ismert. 44, 45

Következtetések

A jövőbeni kutatás során három kérdéssel kell foglalkozni. Először a férfiakat is át kell szűrni, mivel valószínűleg nemi különbségek vannak. Másodszor, a különböző zsírsejt-szubpopulációk GHR-elemzéseit be kell vonni az interdepot-különbségek vizsgálata érdekében. Harmadszor, a GHR mRNS-elemzéseket fehérje-vizsgálatokkal kell párhuzamosítani. A jelenlegi korlátozások a műtéten rendelkezésre álló kis szövetmintáknak, az emberi szövetekben található kis mennyiségű GHR-fehérjének és a rendelkezésre álló humán GHR-antitestek alacsony hatásának tudhatók be, amelyek immunprecipitációs lépést igényelnek a Western-blottolás előtt, ezért nagy Szükséges mennyiségű szövet. 46

Összefoglalva, az idiopátiás elhízás GH-terápiája általában csalódást okozott. 12 Jelen tanulmány eredményei okot sugallnak: a GHR sokkal alacsonyabb expressziója a zsír zsírlerakódásokban. Ezért a GH kezelés valószínűleg eredménytelen marad elhízott egyéneknél, kivéve, ha olyan kezelésekkel párosul, amelyek javíthatják az elhízásra specifikus GH választ. Most fontos lesz meghatározni azokat a mechanizmusokat, amelyek a fő mindenütt jelenlévő GHR-promóterek, valamint a zsírszövetekben történő alternatív splicing-folyamat szabályozásában játszanak szerepet.