Підвищений рівень інтерлейкіну-32 при ожирінні сприяє запаленню жирової тканини та ремоделюванню позаклітинного матриксу: вплив втрати ваги

Анотація

Вступ

Жирова тканина (АТ) сьогодні вважається одним з найбільших ендокринних органів в організмі та активною тканиною для клітинних реакцій, а не інертною тканиною для накопичення енергії (1,2). У міру розширення АТ відбувається посилення хронічного системного запалення низького ступеня за рахунок більшої продукції прозапальних цитокінів, що виділяються або з самих адипоцитів, або з інфільтруючих макрофагів (3,4). Запалення вважається важливим фактором розвитку метаболічних ускладнень, пов’язаних із ожирінням, таких як резистентність до інсуліну та діабет 2 типу (T2D). Хоча основною функцією цитокінів є ініціювання імунних реакцій, їх роль у регуляції енергетичного гомеостазу та їх вплив на етіологію метаболічних захворювань не були чітко встановлені (5).

запаленню

Сімейство інтерлейкінів (ІЛ) є однією з найважливіших груп медіаторів, пов’язаних із запаленням, які беруть участь у запаленні АТ (5). IL-32, який також називають α-індукуючим фактором фактора некрозу пухлини (TNF) та транскриптом природних клітин-кілерів, - нещодавно описаний цитокін, що продукується Т-лімфоцитами, природними клітинами-кілерами, епітеліальними клітинами та моноцитами крові, який діє як важлива регулятор запалення (6–8). У зв’язку з цим повідомляється про експресію IL-32 при аутоімунних захворюваннях, запальних захворюваннях кишечника, деяких формах раку та вірусних інфекціях (8–13). Рівні експресії цього нового цитокіну в синовіальних біопсіях, виділених у пацієнтів з ревматоїдним артритом, корелювали з тяжкістю запалення та його місцевою експресією, пов'язаною з гострофазним білком CRP (8). Несподівано структура IL-32 не відповідала гомології послідовностей, яка спостерігається у більшості відомих цитокінів, і вона може бути виражена у шести варіантах сплайсингу з різною біологічною активністю (14). Повна транскрипція, IL-32γ, є найбільш активною та сильною ізоформою щодо активації та загибелі клітин, і це може пояснити, чому її можна зрощувати на більш короткі та менш шкідливі ізоформи, такі як IL-32β або IL-32α (15 –17).

IL-32 сприяє запаленню, індукуючи інші прозапальні цитокіни, включаючи TNF-α, IL-1β, IL-6 та IL-8, шляхом активації ядерного фактора κB та активованого мітогеном p38 протеїнкінази, а також модуляції нуклеотиду -зв’язування доменів олігомеризації (NOD) 1 і 2 шляхи (18). Також було описано, що IL-32 індукується інтерфероном-γ в епітеліальних клітинах та моноцитах (8,19). Важливо, що IL-32 також сприяє індукції запалення, диференціюючи моноцити в макрофагоподібні клітини (20).

Функція ендогенного IL-32β на моделі жирової печінки на мишах нещодавно була описана (21). Лі та ін. (21) показали, що миші, які надмірно експресують IL-32β на дієті з високим вмістом жиру, були захищені від печінкового стеатозу та запалення. Навпаки, надмірна експресія IL-32γ в моделі індукованих стрептозотоцином діабетичних мишей типу 1 сприяла початковій травмі β-клітин острівця та запаленню підшлункової залози (22). Однак наразі відсутні відомості про функцію IL-32 або вираження людського ожиріння та запалення АТ.

Оскільки IL-32 діє як важливий регулятор запалення, а також його пропонують як ангіогенний медіатор в ендотеліальних клітинах (23), ми висунули гіпотезу, що IL-32 також може функціонувати як запальний та ангіогенний фактор ожиріння людини. Отже, метою цього дослідження було вивчити потенційні відмінності концентрацій IL-32 у циркулюючій крові у нормальній вазі, ожирінні та асоційованих із ожирінням добровольцях з T2D, а також проаналізувати вплив втрати ваги, спричиненої баріатричною хірургією, на її циркуляцію рівнів. Крім того, ми прагнули дослідити експресію гена IL32 у відповідних метаболічних тканинах та можливі регуляторні ролі та механізми IL-32 при запаленні та ремоделюванні позаклітинного матриксу (ECM) в людських адипоцитах. Крім того, кондиціоновані адипоцитами середовища (СМ) використовували для оцінки ефекту секреції адипоцитів на експресію мРНК IL32 в моноцитах людини.

Дизайн та методи дослідження

Вибір пацієнта

Для того, щоб проаналізувати вплив ожиріння та T2D на рівні експресії IL-32 у плазмі, генах та білках, зразки крові та AT від 90 суб'єктів (22 чоловіки та 68 жінок), набрані у здорових добровольців та пацієнтів, які відвідують відділення ендокринології & Харчування та хірургія у Клінічному університеті Наварри. Пацієнти з ожирінням (ОВ) були додатково класифіковані на три групи (нормоглікемія [NG], порушення толерантності до глюкози [IGT] або T2D) відповідно до критеріїв Експертного комітету з діагностики та класифікації діабету (24). Суб'єкти, які страждають на СД2, не приймали інсулінотерапію або ліки, які могли вплинути на рівень ендогенного інсуліну. Слід підкреслити, що пацієнти, які входили в нашу групу OB T2D, не мали тривалого анамнезу діабету (5 клітин на лунку), використовуючи 40 нмоль ліпофектаміну 2000 (Invitrogen). Шифровану міРНК використовували як негативний контроль. Лікування двома специфічними IL-32 – siРНК призвело до середнього нокдауну мРНК IL32 відповідно на 86 та 49% (Додаткова фіг. 1), що призвело до вибору IL-32 – siRNA s17656 для досліджень збиття IL32. Трансфіковані адипоцити культивували, а аналіз експресії генів проводили через 24 год після трансфекції міРНК.

Статистичний аналіз

Дані представлені як середнє значення ± SEM. Відмінності у частці випробовуваних у групах щодо статі оцінювали за допомогою тесту χ 2. Через їх ненормальний розподіл концентрації СРБ та рівні експресії генів були логарифмічно трансформовані. Відмінності між групами оцінювали за допомогою одностороннього аналізу ANOVA, після чого проводились пост-хокові тести Тукі та двосторонні неспарені тести Стьюдента за необхідності. Коефіцієнти кореляції Пірсона (r) використовувались для аналізу зв'язку між змінними. Розрахунки проводились із використанням статистичного пакету SPSS/Windows версії 15.0 (SPSS, Чикаго, Іллінойс). Значення P Перегляньте цю таблицю:

  • Переглянути вбудований
  • Переглянути спливаюче вікно

Антропометричні та біохімічні характеристики суб'єктів, включених у дослідження

Спостерігались суттєві відмінності (Р = 0,015) у концентраціях IL-32 в циркуляції серед трьох експериментальних груп, які були значно збільшені в обох групах ОВ порівняно з суб'єктами ЛН (рис. 1А). Статевого диморфізму в плазмі концентрації ІЛ-32 не виявлено (чоловіки: 11 441,37 ± 1405,42 пг/мл; жінки: 10 517,31 ± 1 101,49 пг/мл; Р = 0,326). Цікаво, що дуже значуща позитивна зв'язок спостерігалася між рівнем циркулюючого ІЛ-32 та вагою (r = 0,46; P = 0,003), ІМТ (r = 0,40; P = 0,010), обхватом талії (r = 0,36; P = 0,024), та WHR (r = 0,40; P = 0,011), тоді як виявлено негативну кореляцію з QUICKI (r = -0,36; P = 0,042) та холестерином ЛПВЩ (r = -0,49; P = 0,006).

Вплив ожиріння та асоційованого з ожирінням T2D на рівні експресії генів IL-32 в метаболічно активних тканинах. Гістограми показують рівні мРНК (LN, n = 11; OB NG, n = 34; OB T2D, n = 31) та білка (LN, n = 10; OB NG, n = 15; OB T2D, n = 15) IL32 у ПДВ (A та B) та SAT (C та D), а також PBMC (E) та печінка (F). G: Рівні експресії генів NOD2 у ПДВ добровольців LN, OB NG та OB T2D. Репрезентативні клякси показані внизу гістограм. Інтенсивність смуг нормалізували із загальними значеннями білка. Всі аналізи проводили у двох примірниках. Експресія генів та білків у суб'єктів LN вважалася рівною 1. Відмінності між групами аналізували за допомогою одностороннього аналізу ANOVA з подальшим тестом Тукі або непарними двосторонніми тестами Стьюдента, де це було доречно. * P Переглянути цю таблицю:

  • Переглянути вбудований
  • Переглянути спливаюче вікно

Аналіз рівнів експресії генів запалення та пов'язаних з ECM маркерів у ПДВ