Розширення ролі рецептора гіркого смаку в додаткових тканинах ротової порожнини: TAS2R38 експресується в адипоцитах людини

Стаття дослідження

Повна стаття
Цифри та дані
Список літератури
Цитати
Метрики
Ліцензування
Передруки та дозволи
PDF

АНОТАЦІЯ

Вступ

Здатність сприймати гіркоту PROP є спадковою ознакою, а ген, пов'язаний з гірким сприйняттям PROP, - TAS2R38 [7]. Три загальні алельні ізоформи гена TAS2R38 ідентифікують супер-дегустатора (PAV/PAV), дегустатора (PAV/AVI) та не-дегустацію (AVI/AVI) та сайт першого варіанту (P49A) пояснюють значну частину фенотипових варіацій у PROP сприйняття [7–10]. Однак кілька даних продемонстрували, що поліморфізми гена TAS2R38 лише частково пояснюють дисперсію гіркого сприйняття, до якої можуть сприяти інші негенетичні фактори [11, 12].

За останнє десятиліття стало очевидним, що смакові рецептори експресуються не лише у смакових зародках поверхні язика, але і в надлишкових смакових органах (таких як: травна, дихальна, сечостатева системи, серце, мозок, щитовидна залоза, шкіра, плацента та імунні клітини), що свідчить про те, що різні типи клітин, поза ротовою порожниною, можуть використовувати рецептори смаку [13–15]. Точна роль TAS2R38 поза смаковими системами досі невловима.

Докази того, що особи, що страждають ожирінням, експресують більше імунореактивних клітин TAS2R38 у слизовій оболонці товстої кишки, ніж худорляві особи [16], і що мишам внутрішньошлункове введення гірких хімічних речовин змінює споживання їжі та масу тіла за рахунок вивільнення греліну [17], підтверджують гіпотезу про те, що рецептори смаку можуть бути бере участь у регуляції секреції гормонів апетиту, енергетичному балансі та регулюванні маси тіла. Рецептори солодкого і гіркого смаку експресуються в адипоцитах мишей і впливають на адипогенез, навіть якщо в напрямку ще не ясно [18–21]. Немає даних про наявність та гіпотетичну функцію TAS2R38 в жировій тканині/адипоцитах людини.

Тут ми досліджували експресію TAS2R38 у підшкірній (SAT) та вісцеральній жировій тканині (VAT) у людей із ожирінням та нормальною вагою та її зв’язок із варіантами P49A. Крім того, ми оцінили в пробірці вплив двох різних гірких агоністів на ліпідний обмін.

Матеріали і методи

Зразки жирової тканини

Комітет з етики IRCCS Istituto Auxologico Italiano (Мілан, Італія) схвалив дослідження (https://www.auxologico.it/ricerca-formazione/comitato-etico, код затвердження CE: 2017_05_16_08), і всі суб'єкти дали свою письмову інформовану згоду після повного пояснення дослідження. Ми зібрали біопсії підшкірної (SAT) та вісцеральної (VAT) жирової тканини із загальної кількості 50 осіб, які не страждають на діабет: 32 пацієнтів із ожирінням (20 жінок, 12 чоловіків, вік 45,1 ± 10,9 років, ІМТ 43,1 ± 9,2 кг/м 2) які перенесли баріатричну хірургічну процедуру (наприклад, шлунково-кишковий шлунково-кишковий тракт, шлунковий зв'язок) та 18 осіб з нормальною вагою (11 жінок та 7 чоловіків, вік 43,5 ± 14,1 року, ІМТ 24,2 ± 2,3 кг/м 2), вільних від запальних, інфекційних або неопластичні захворювання, піддані естетичній пластичній хірургії.

Вилучення ДНК та РНК та синтез кДНК

З кожної зібраної біопсії ми виділяли ДНК та РНК. Біопсії гомогенізували за допомогою механічного етапу руйнування з використанням IKA T10 Ultra Turrax (IKA) зі стадією лізису, використовуючи Bashing Beads ультрависокої щільності згідно з інструкціями виробника (дослідження Zymo), потім загальну ДНК екстрагували за допомогою DNA DNA & Набір тканин, дотримуючись інструкцій виробника (Qiagen). РНК екстрагували за допомогою міні-набору RNeasy, дотримуючись інструкцій виробника (Qiagen). Набір без РНКази ДНКази (Qiagen) використовували для перетравлення можливих залишкових ДНК під час очищення РНК за допомогою міні-наборів RNeasy, щоб гарантувати повне видалення ДНК із зразків РНК. Кількості та якість вилученої ДНК/РНК оцінювали за допомогою спектрофотометра NanoDropH ND-1000 (NanoDrop Technologies). КДНК отримували шляхом зворотної транскрипції 500 нг екстрагованої РНК, використовуючи набір синтетичних кДНК SuperScript VILO та Master Mix (Life Technologies).

Кількісна ПЛР у реальному часі (RTqPCR)

Рівні експресії генів TAS2R38, синтази жирних кислот (FASN), активованого проліфератором пероксизоми гамми (PPARγ) та рівня експресії генів транспортера глюкози 4 (GLUT4) починали з 10 нг кДНК за допомогою зондів TaqMan (аналіз на вимогу, Applied Biosystems). Ген ведення домашнього господарства RPLP0 (білок рибосоми людини LP0) був використаний для нормалізації даних завдяки високій стабільності експресії. Дані аналізували за допомогою програмного забезпечення SDS V.3 (Software Diversified Systems) і відносну кількісну оцінку, виражену як довільні одиниці (AU), розраховували за допомогою методу 2 ^ -ΔΔCt.

Екстракція білка та вестерн-блот

Генотипування TAS2R38

Культури клітин in vitro

Статистичний аналіз

Статистичний аналіз проводився за допомогою програмного забезпечення SPSS (IBM Corp. Released 2017. IBM SPSS Statistics for Windows, Версія 25.0. Armonk, NY: IBM Corp) та GraphPad Prism. Дані виражаються як середнє значення ± стандартна помилка (SE). Засоби порівнювали за допомогою односторонньої ANOVA. Частоти варіантів гена P49A TAS2R38 порівнювали за допомогою тесту χ-квадрат. Групові багаторазові порівняння були проведені з використанням одностороннього ANOVA, двостороннього ANOVA або двостороннього повторного вимірювання (RM) ANOVA з подальшим додатковим тестом Бонферроні, відповідно. Значення p розширення ролі рецептора гіркого смаку в зайвих тканинах рота: TAS2R38 експресується в людських адипоцитах

Опубліковано в Інтернеті:

Рисунок 1. Експресія гена мРНК TAS2R38 у цільній підшкірній (SAT) та вісцеральній (VAT) жировій тканині худорлявих суб’єктів (чорні смуги) проти пацієнтів із ожирінням (білі смужки) (панель a, OB-SAT проти NW-SAT, ** p Рисунок 1. Експресія гена мРНК TAS2R38 у цільній підшкірній (SAT) та вісцеральній (VAT) жировій тканині худорлявих суб’єктів (чорні смуги) проти пацієнтів із ожирінням (білі смуги) (панель a, OB-SAT проти NW-SAT, ** p Розширення ролі рецептора гіркого смаку в додаткових тканинах рота: TAS2R38 експресується в адипоцитах людини

Опубліковано в Інтернеті:

Рисунок 2. (а) Аналіз поліморфізму довжини фрагмента рестрикції (RFLP) гена TAS для P49A SNP. Неперетравлені (U) та HaeIII перетравлені (D) смуги показані в 4% агарозному гелі. Позначаються фрагменти ДНК 221 п.н., 177 п.н. та 44 п.н. У першій та останній лініях гелю завантажували сходи на 100 bp-ДНК. (b) Експресія гена TAS2R38 за допомогою RTqPCR у біоптатах SAT та VAT, що страждають ожирінням, за варіантами гена P49A-TAS2R38: супер дегустатор (ТТ), дегустатор (Tt) та дегустатор (tt). Експресія гена повідомляється як довільні одиниці (AU) після нормалізації за допомогою експресії RPLP0 (багаторазові порівняння, NS)

Вплив агоністів гіркого смаку на біологію адипоцитів

в пробірці диференційовані адипоцити стимулювали трьома різними концентраціями PROP, хініну та кофеїну (використовувались як контроль деліпідації) протягом 4 год (гострий подразник). Усі сполуки індукували значну внутрішньоклітинну деліпідацію порівняно з відповідними необробленими клітинами, з більшим ефектом у адипоцитах, що походять від SAT (p Розширення ролі рецептора гіркого смаку в зайвих ротових тканинах: TAS2R38 експресується в людських адипоцитах

Опубліковано в Інтернеті:

Рисунок 3. Деліпідація (виражена як% довільних одиниць флуоресценції, AFU) в в пробірці диференційовані адипоцити від підшкірної (SAT, чорні смуги) та вісцеральної (VAT, білі смужки) жирової тканини після стимуляції трьома різними концентраціями PROP, хініну та кофеїну (використовуються як контроль деліпідації). * p Рисунок 3. Деліпідація (виражена як% довільних одиниць флуоресценції, AFU) в в пробірці диференційовані адипоцити від підшкірної (SAT, чорні смуги) та вісцеральної (VAT, білі смужки) жирової тканини після стимуляції трьома різними концентраціями PROP, хініну та кофеїну (використовуються як контроль деліпідації). * p Розширення ролі рецептора гіркого смаку в зайвих тканинах рота: TAS2R38 експресується в адипоцитах людини

Опубліковано в Інтернеті:

Надмірна експресія TAS2R38 в адипоцитах осіб із ожирінням додатково підтримує біологічну роль рецепторів смаку в жировій тканині людини. Ця надмірна експресія може бути наслідком гіпертрофії адипоцитів, яка виникає після розширення жирової тканини, або представляє новий механізм регуляції. У мишей із ожирінням, спричинених дієтою, пероральне введення ліганду рецептора гіркого смаку зменшує вагу, жирову масу, маркери запалення, збільшує витрати енергії та покращує толерантність до глюкози, чутливість до інсуліну та ліпідний профіль [33]. Ці переваги пояснювали стимуляцією вивільнення GLP-1 ентеро-ендокринними клітинами; однак ми могли б тепер припустити, що зміни в метаболізмі адипоцитів могли сприяти сприятливому впливу агоністів гіркого смаку. Рецептори гіркого смаку жирової тканини можуть також брати участь у перевагах, викликаних гіркими рослинними речовинами, які століттями використовуються в традиційній китайській медицині для лікування метаболічних, вогнищ та травних захворювань [34].

На закінчення, рецептори гіркого смаку TAS2R38 надмірно експресуються в адипоцитах осіб із ожирінням і беруть участь в метаболізмі адипоцитів. Ця знахідка відкриває захоплююче нове поле в дослідженні ожиріння. Подальші дослідження гормоночутливої активності ліпази та регулювання шляхів всмоктування вільних жирних кислот/глюкози гіркими агоністами допоможуть зрозуміти, чи може стимулювання смакових рецепторів бути терапевтичною стратегією для контролю накопичення ліпідів в адипоцитах.

Подяка

Автори дякують професору Еллі Пальяріні та доктору Крістіні Просерпіо (Департамент харчових, екологічних та харчових наук (DeFENS), Міланський університет, Мілан, Італія) за надання ПРОП, хініну та кофеїну, що використовуються для в пробірці стимуляція.