Unsere Studie konzentriert sich auf die Auswirkungen der Leptin-Signalisierung im Karotiskörper (CB) auf die hypoxische Beatmungsreaktion (HVR). Wir führten "Verlust der Funktion" Experimente zur Messung der Wirkung von Leptin auf HVR nach CB-Denervation und "Gain of Function" Experimente zur Messung von HVR nach Überexpression des Leptinrezeptors in CB.
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Methodenartikel
Experimenteller Ansatz zur Untersuchung der Leptin-Signalisierung in den Carotis-Körpern und ihrer Auswirkungen auf die Kontrolle der Atmung
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Ein mit Adipozyten hergestelltes Hormon Leptin ist ein starkes Atemstimulans, das eine wichtige Rolle bei der Verteidigung der Atemfunktion bei Fettleibigkeit spielen kann. Die Karotiskörper (CB), ein Schlüsselorgan der peripheren hypoxischen Empfindlichkeit, drücken die lange funktionelle Isoform des Leptinrezeptors (LepRb) aus, aber die Rolle der Leptin-Signalisierung bei der Kontrolle der Atmung ist noch nicht vollständig geklärt. Wir untersuchten die hypoxische beatmungstische Reaktion (HVR) (1) bei C57BL/6J-Mäusen vor und nach der Leptin-Infusion an der Basislinie und nach der CB-Denervation; (2) bei LepRb-mangelhaften übergewichtigen db/db-Mäusen zu Beginn und nach LepRb Überexpression in CBs. Bei C57BL/6J-Mäusen wurde Leptin-erhöhter HVR und die Wirkung von Leptin auf HVR durch CB-Denervation abgeschafft. Bei db/db-Mäusen erweiterte lepRb-Expression in CB den HVR. Daher kommen wir zu dem Schluss, dass Leptin in CB wirkt, um die Reaktionen auf Hypoxie zu verstärken.
Einleitung
Ein Adipozyten produziert Hormon Leptin wirkt im Hypothalamus, um die Nahrungsaufnahme zu unterdrücken und die Stoffwechselrate zu erhöhen. Studien in unserem Labor1,2 und von anderen Forschern3,4 zeigten, dass Leptin die hyperkapnische Beatmungsreaktion (HVR) erhöht, die Adipositas-Hypoventilation bei Leptin verhindert Mangelanung von Adipositas. Jedoch, die Mehrheit der übergewichtigen Personen haben hohe Plasma-Leptin-Spiegel und zeigen Resistenz gegen die metabolischen und atmungsischen Wirkungen des Hormons5,
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Protokoll
Alle experimentellen Protokolle wurden vom Institutional Animal Care and Use Committee (MO18M211) genehmigt.
1. Leptin-Infusion
HINWEIS: Um die Wirkung von Leptin auf die Atmung zu untersuchen, infundierten wir Leptin subkutan in mageren C57BL/6J-Mäusen durch eine osmotische Pumpe, um die zirkulierenden Leptinspiegel auf jene zu erhöhen, die bei übergewichtigen Mäusen beobachtet wurden.
-
Osmotische Pumpenvorbereitung
- Wiegen Sie die leere Pumpe, um das Nettogewicht der geladenen Lösung zu überprüfen.
- Leptin (5 mg/ml) der osmotischen Pumpe (1 L/h für ....
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Ergebnisse
Kontinuierliche Infusion von Leptin erhöhte HVR bei mageren C57BL/6J-Mäusen signifikant von 0,23 auf 0,31 ml/min/g/FiO2 (P < 0,001, Abbildung 2)11. CSND schaffte die Leptin-induzierte Erhöhung des HVR ab (Abbildung 2), während keine mildernden Wirkungen von CSND auf HVR in der Scheinchirurgie-Gruppe nach Leptin-Infusion beobachtet wurden.
LepRb-Expression im CB von LepR
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Diskussion
Der Schwerpunkt unserer Studie lag auf der Untersuchung der atmungseren Wirkungen der Leptin-Signalisierung im CB. Mehrere Protokolle wurden entwickelt, um die Rolle von Leptin in einer mechanistischen Weise zu bewerten. Zunächst wurde der spezifische Beitrag von CB zum HVR durch sorgfältige Quantifizierung des HVR während der ersten 2 min hypoxischer Exposition analysiert. Zweitens wurde die Relevanz von CB für die Leptin-vermittelte Up-Regulierung der Kontrolle der Atmung durch zwei sich ergänzende Ansätze untersucht. .......
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Offenlegungen
Die Autoren haben keine gegensätzliche Interessen oder Enthüllungen.
Danksagungen
R01HL138932, RO1HL133100, RO1HL128970, AHACDA34700025
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Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| 1 mL Insulinspritzen | BD Biosciences | 309311 | |
| 1x PBS (pH 7,4) | Gibco | 10010-023 | 500 ml |
| Ad-Lacz | Dr. Christopher Rhodes (University of Chicago) | 1 x 1010 pfu/mL | |
| Ad-LepRb-GFP | Vector Biolabs | ADV-263380 | 2-5 x 1010 pfu/mL |
| Narkosewagen | Atlantic Biomedical | ||
| Betadine | Purdue Products Ltd. | 12496-0757-5 | |
| Buprenorphin (Buprenex) | Reckitt Benckiser Healthcare Ltd. | 12496-0757-5 | 0,3 mg/ml |
| C57Bl/6J | Jackson Labor | 000664 | Mäusestamm |
| Baumwolle Gaze Schwämme | Fisherbrand | 22-362-178 | |
| db/db | Jackson Labor | 000697 | Mäusestamm |
| Ethanol | Pharmco-AAPER | 111000200 | |
| Isofluran | Vetone | 502017 | |
| Labor Chart | Data Science International (DSI) | Software | |
| Matrigel Matrix | BD Biosciences | 356234 | |
| Micro Spring Scissors | World Precision Instruments (WPI) | 14124 | |
| Maus Ox Plus | STARR Life Sciences Corp. | Software | |
| Maus Ox Plus Collar Sensor | STARR Life Sciences Corp. | 015022-2 | Mittlerer Kragenclip Spezial 7" |
| Maus Ganzkörper-Plethysmographie-Kammer | Data Science International (DSI) | PLY3211 | |
| Ohio Care Plus Inkubator | Ohmeda | HCHD000173 | |
| Operationsschere | World Precision Instruments (WPI) | 501753-G | Gerade |
| osmotische Pumpe | Alzet | 1003D | 1 μ L/h, 3 Tage |
| Phenol | Sigma-Aldrich | P4557 | |
| Rekombinantes Maus-Leptin-Protein | R& D systems | 498-OB-05M | 5 mg |
| Kochsalzlösung | RICCA Chemical | 7210-16 | 0,9% Natriumchlorid |
| Steriles chirurgisches Nahtmaterial | DemeTech | DT-639-1 | Seide, Größe 6-0 |
| Thermometer | Innovative Calibration Solutions (INNOCAL) | EW 20250-91 |
Referenzen
- O'donnell, C. P., et al. Leptin prevents respiratory depression in obesity. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 159, 1477-1484 (1999).
- Polotsky, V. Y., et al.
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Nachdrucke und Genehmigungen
