Межі у фізіології

Інтегративна фізіологія

Редаговано

Майлз Дж. Де Блазіо

Інститут фармацевтичних наук Монаша, Фармацевтичний факультет, Університет Монаш, Австралія

Переглянуто

Кірсті Прингл

Університет Ньюкасла, Австралія

Бет Дж. Елісон

Інститут медичних досліджень Хадсона, Австралія

Приналежності редактора та рецензентів є останніми, наданими в їхніх дослідницьких профілях Loop, і вони не можуть відображати їх ситуацію на момент огляду.

Завантажити статтю
- Завантажте PDF
- ReadCube
- EPUB
- XML (NLM)
- Додаткові
  Матеріал
Експортне посилання
- EndNote
- Довідковий менеджер
- Простий текстовий файл
- BibTex

ПОДІЛИТИСЯ НА

СТАТТЯ Оригінального дослідження

1 Кафедра молекулярної біології та біохімії Каліфорнійського університету, Ірвін, Ірвін, Каліфорнія, США
2 Материнсько-фетальна медицина, Орегонський університет охорони здоров’я та науки, Портленд, Орегон, США
3 Відділ біомедичних наук, Медичний факультет, Каліфорнійський університет, Ріверсайд, Ріверсайд, Каліфорнія, США
4 Кафедра медицини Інституту серцево-судинної системи Найта, Орегонський університет охорони здоров'я та науки, Портленд, Орегон, США

Механізми, що лежать в основі цих несприятливих наслідків, недостатньо вивчені, але хронічне низькоякісне запалення матері виявилося ключовим фактором патофізіологічних змін, пов’язаних із ожирінням перед груддю (Denison et al., 2010). На підтвердження цієї точки зору в дослідженнях повідомляється про підвищення рівня інсуліну та лептину в плазмі крові, а також про медіатори запалення, такі як IL-6 та С-реактивний білок (СРБ) з передгравним ожирінням (Schmatz et al., 2010). Крім того, спостерігається посилене накопичення макрофагів як у жировій тканині, так і в плаценті у вагітних із ожирінням на 37 тижні вагітності (Basu et al., 2011). Крім того, ожиріння, що спостерігається передчасно, пов'язане з транскрипційними змінами в генах, які регулюють запалення, ліпідний обмін, резистентність до інсуліну, ангіогенез та активність гормонів у плаценті (Saben et al., 2014a, b).

Тим не менше, наше сучасне розуміння взаємодії між системним запаленням та запаленням плаценти з ожирінням перед грудним віком обмежене через відсутність багатовимірних досліджень, які одночасно вивчають зміни в циркулюючих імунних медіаторах та клітинах, а також плаценту у тих самих суб'єктів. Більше того, досі незрозуміло, чи змінюється мікробіом плаценти в термін вагітності в залежності від ІМТ до вагітності. Для вирішення цих питань ми виміряли зміни у частоті периферичних імунних клітин, рівні циркулюючих системних медіаторів запалення та метаболізму, транскриптомі плаценти та мікробіомах, щоб краще зрозуміти вплив ожиріння, яке спостерігається передчасно, на створення запального середовища.

Матеріали і методи

Предмети

Це дослідження було схвалено Радами з питань інституційної етики Орегонського університету охорони здоров’я та науки та Каліфорнійського університету в Ірваїні. Загалом 25 некурящих жінок без діабету, у яких була неускладнена одноплідна вагітність, були зараховані на 37 тижні вагітності та спочатку згруповані за попередньо індексом маси тіла (ІМТ): 11 худих жінок із середнім віком 31,5 ± 4,95 років та ІМТ до вагітності 22,27 ± 1,95 кг/м 2; та 14 жінок із ожирінням із середнім віком 29,6 ± 5,9 року та ІМТ до вагітності 37,5 ± 5,0 кг/м 2. Усі учасники отримали письмову інформовану згоду. Расовий розподіл був таким: 19 кавказьких, 2 азіатсько-американських/тихоокеанських острівця, 1 американо-індіанський/аляскинський, 1 афро-американський та 2 невідомі. Критерії виключення включали активну інфекцію матері, задокументовані вроджені аномалії розвитку плода, зловживання речовинами, хронічні захворювання, що вимагають регулярного вживання ліків, гестаційний діабет, хоріоамніоніт, важкі захворювання (активний рак, захворювання серця, нирок, печінки або легенів) або аномальну толерантність до глюкози тест.

Випробовувані, які були представлені під час навчального візиту на 37–38 тижнях гестації, проходили забір крові натще і вимірювання складу тіла за допомогою плетизмографії з переміщенням повітря за допомогою BodPod (Life Measurement Inc.). Цей момент часу було обрано, щоб уникнути незрозумілих факторів, пов’язаних із пологами, способом пологів чи варіаціями гестаційного віку. Через сильну позитивну кореляцію між ІМТ до вагітності та загальним вмістом жиру в організмі, визначеного за допомогою підходу BodPod (р = 0,82; стор 6 клітин) за допомогою фарбувальної панелі, яку ми описали раніше (Sureshchandra et al., 2017). Коротко, 1–2 × 10 6 PBMC фарбували за допомогою антитіл проти: CD4 (OKT4), CD8b (2ST8.5H7), CD95 (Dx2), CD28 (28.2), CCR7 (G043H7), CD20 (2H7), CD27 (O323 ) та IgD (C4211) для розмежування популяцій Т та В-клітин, що не містять назви та пам'яті. Другу пробірку PBMC фарбували, використовуючи антитіла проти: CD3 (UCHT1), CD20 (2H7), HLA-DR (LN3), CD14 (M5E2), CD11c (3.9), CD123 (6H6,), CD56 (RPA-T8) та CD16 (3G8) для виділення моноцитів, мієлоїдних дендритних клітин (mDC); плазмоцитоїдні дендритні клітини (pDC) і клітини природних кілерів (NK) відповідно. Всі зразки проточної цитометрії були отримані за допомогою приладу LSRII (Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ, США) та проаналізовані за допомогою FlowJo (TreeStar, Ashland, OR, США).

Аналіз стимуляції Т-клітин

1–2 × 10 6 PBMC стимулювали протягом 24 годин при 37 ° C у RPMI, доповненому 10% FBS у присутності або відсутності анти-CD3/CD28 (OKT3; CD28.2); Брефельдін А (Sigma, Сент-Луїс, Міссурі, США) додавали через 1 год інкубації. Клітини фарбували на CD4 і CD8, фіксували, проникали та внутрішньоклітинно фарбували на TNFα (MAb11), IFNγ (4S.B3), IL-4 (8D4-8), IL-2 (MQ1-17H12) та IL-17α (BL168), як описано раніше (Sureshchandra et al., 2017).

Аналіз стимуляції рецептора, що нагадує плату

7 × 10 5 PBMC культивували протягом 16 год при 37 ° C за відсутності/присутності 1 мкг/мл Pam3CSK4 (TLR1/2), 1 мкг/мл Poly I: C (TLR3), 1 мкг/мл LPS ( TLR4), 1 мкг/мл FSL-1 (TLR2/6), 1 мкг/мл Іміквімоду (TLR7) або 5 мкг/мл ODN2216 (агоніст TLR9) (InvivoGen, Сан-Дієго, Каліфорнія, США). Виробництво імунних медіаторів у супернатантах оцінювали за допомогою людського 45-сплетення (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, США). Зразки аналізували за допомогою приладу MAGPIX (Luminex, Остін, Техас, США).

Статистичний аналіз

Вперше набори даних оцінювали за нормальністю за допомогою критерію Шапіро-Вілька та рівності дисперсій за допомогою критерію Левена. Групові відмінності між нормально розподіленими наборами даних перевірялись із використанням непарних т-тест (для наборів даних з однаковими дисперсіями) або неспарений т-тест з корекцією Велча (для випадків з неоднаковою дисперсією). Набори даних, які зазвичай не розподіляються, піддавались непараметричному тестуванню за допомогою тесту Манна-Уітні. Взаємозв'язок між ІМТ та циркулюючими факторами перевірявся за допомогою простої лінійної регресії. Парові взаємозв'язки між аналітами перевіряли за допомогою кореляційного аналізу Пірсона. Прийняте стор-значення для всіх порівнянь становило 1, а асоціації захворювань аналізували за допомогою MetaCore TM. Теплові карти були сформовані в експресії R., а дані 16S були депоновані в NCBI's Sequence Read Archive BioProject PRJNA478464.

Інтеграція даних та тестування асоціацій

Асоціацію між циркулюючими медіаторами та експресією гена плаценти визначали, використовуючи розріджену регресію з частковими найменшими квадратами (sPLS), як описано та реалізовано в R package mixOmics. Співвідношення між експресією плацентарного гена та ІМТ розраховували, використовуючи R.

Результати

Передчасне ожиріння змінює рівень циркулюючих факторів у крові

Зразки крові відбирали на 37–38 тижнях гестації для того, щоб визначити вплив ожиріння, яке було доносно, на гормональні та імунні фактори, що циркулюють, а також на частоту та функції імунних клітин. Суб'єкти були стратифіковані як худі або ожиріні на основі їх ІМТ до вагітності (рис. 1А), який показав сильну позитивну кореляцію із загальною масою жиру в організмі (р = 0,82; стор ∗ стор ∗∗ стор ∗∗∗ стор ∗∗∗∗ стор ∗ стор ∗∗ стор ∗∗∗ стор ∗∗∗∗ стор ∗ стор ∗∗ стор ∗∗∗ стор ∗∗∗∗ стор ∗∗ стор Ключові слова: ожиріння матері, запалення, плацента, мікробіом, РНК-Seq, PBMC, цитокіни та запалення

Цитування: Sureshchandra S, Marshall NE, Wilson RM, Barr T, Rais M, Purnell JQ, Thornburg KL та Messaoudi I (2018) Запальні детермінанти ожиріння передчасної форми в плаценті та периферичній крові. Спереду. Фізіол. 9: 1089. doi: 10.3389/fphys.2018.01089

Отримано: 02 травня 2018 р .; Прийнято: 23 липня 2018 р .;
Опубліковано: 07 серпня 2018 року.

Майлз Дж. Де Блазіо, Інститут серця та діабету Бейкера, Австралія

Бет Дж. Елісон, Інститут медичних досліджень Гудзона, Австралія
Кірсті Прінгл, Університет Ньюкасла, Австралія