我々の研究は、頸動脈体内のレプチンシグナル伝達が低酸素換気応答(HVR)に及ぼす影響に焦点を当てている。CB脱窒後のHVRに対するレプチンの効果を測定する「機能喪失」実験と、CBにおけるレプチン受容体の過剰発現後のHVRを測定する「機能のゲイン」実験を行った。
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この記事について
サマリー
要約
脂肪細胞産生ホルモンレプチンは強力な呼吸刺激剤であり、肥満における呼吸機能を防御する上で重要な役割を果たす可能性がある。末梢低酸素感受性の主要な器官である頸動脈体(CB)は、レプチン受容体(LepRb)の長い機能的同位体を発現するが、呼吸制御におけるレプチンシグナル伝達の役割は完全には解明されていない。ベースラインおよびCB脱窒後のレプチン注入前後のC57BL/6Jマウスにおける低酸素換気応答(HVR)(1)を調べた。(2)LepRb -ベースラインおよびLepRb過剰発現後の欠損肥満db/dbマウスにおけるCB。C57BL/6Jマウスでは、レプチンはHVRを増加させ、レプチンがHVRに及ぼす影響は、CB脱窒によって廃止された。db/dbマウスにおいて、CBにおけるLepRb発現はHVRを増強した。したがって、レプチンは、低酸素症に対する応答を増強するためにCBで作用すると結論付ける。
概要
脂肪細胞産生ホルモンレプチンは、食物摂取を抑制し、代謝率を増加させるために視床下部で作用する。私たちの研究室1、2および他の研究者3、4で行われた研究は、レプチンがレプチンの肥満低換気を予防する高カプニック換気応答(HVR)を増加させることを示した不足している肥満。しかし、肥満者の大半は、高い血漿レプチンレベルを有し、ホルモン5、6、7、8の代謝および呼吸効果に対する耐性を示す。レプチンに対する耐性は多因子であるが、レプチンに対する血液脳関門(BBB)の透過性は限られているが、大きな役割を果たす。我々は、レプチンが末梢低酸素感受性の重要な器官である頸動脈体(CB)でBBB以下に作用し、肥満個体の呼吸を防御することを提案する。CBはレプチン受容体の長い機能的アイソフォームを発現し、LepRb、レプチンの呼吸効果におけるCBの役割は十分に解明されていない9、10
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プロトコル
すべての実験プロトコルは、制度的動物ケアと使用委員会(MO18M211)によって承認されています。
1. レプチン注入
注:呼吸に対するレプチンの影響を調べるために、浸透ポンプによって赤身C57BL/6Jマウスに皮下にレプチンを注入し、肥満マウスで観察されるものに循環レプチンレベルを上げた。
-
浸透ポンプの準備
- 空のポンプを計量して、ロードされた溶液の正味重量を確認します。
- 浸透ポンプにレプチン(5mg/mL)を加えます(3日間1μL/h)。小さな注射器(1 mL)でポンプを満たします。充填後、付属の鈍いチップ27ゲージ充填チューブでポンプを閉じます。
注:注射器と付属のチューブは気泡を含まない必要があります。 - 充填後、ポンプをもう一度計量して溶液の正味重量を確認します。
-
レプチンポンプを皮間領域に皮下に挿入します。
注:すぐに注入を開始したい場合は、37°Cの滅菌生理食塩水に予め充填されたポンプを少なくとも4〜6時間(好ましくは一晩)インキュベートします。
2. 低酸素換気応答(....
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結果
レプチンの連続的な注入は、リーンC57BL/6JマウスのHVRを0.23mL/分/g/ΔFiO2に有意に増加させた(P< 0.001、図2)11.CSNDはHVRのレプチン誘発増加を廃止した(図2)が、レプチン注入後のシャム手術群ではHVRに対するCSNDの減衰作用は認められなかった。
LepRbの CB における LepRb発現は、欠乏性肥満db/dbマウスが HVR を 0.05 mL/min/g/ΔSpO2に有意に増加させた(図3)。CBでコントロールAd-LacZでトランスフェクトされた動物では、HVRは変化しなかった。
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ディスカッション
我々の研究の主な焦点は、CBにおけるレプチンシグナル伝達の呼吸効果を調べることであった。いくつかのプロトコルは、機械的な方法でレプチンの役割を評価するために開発されています。まず、HVRに対するCBの特異的寄与は、低酸素暴露の最初の2分の間にHVRの慎重な定量によって分析された。第二に、呼吸制御のレプチン媒介性アップレギュレーションにおけるCBの関連性を、2つの相補的なアプローチによって検討した。レプチンレベルが低いリーン野生型マウスでは、HVRをベースラインで測定し、レプチンを連続的に注入した後;実験はCB脱窒後に繰り返した。LepRb-欠損db/dbマウスでは、HVRをベースラインで測定し、CBにおけるLepRb発現の後に測定した。
げっ歯類のHVRを測定するためにいくつかのプロトコルが使用され、動物を低酸素ガスにさらしています。末梢ケモアフレックスにおけるCBの役割と、CBにおけるレプチンが呼吸制御に及ぼす影響を調べるHVRプロトコルを開発しました。CBケモアフレックスは比較的短.......
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開示事項
著者は相反する利害や開示を持っていない。
謝辞
R01HL138932, RO1HL133100, RO1HL128970, AHACDA34700025
....アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 1 mL インスリンシリンジ | 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 |
| 麻酔カート | Atlantic Biomedical | ||
| Betadine | Purdue Products Ltd. | 12496-0757-5 | |
| ブプレノルフィン(ブプレネックス) | レキットベンキーザーヘルスケア株式会社 | 12496-0757-5 | 0.3 mg/mL |
| C57Bl/6J | ジャクソン研究室 | 000664 | マウス株 |
| 綿ガーゼスポンジ | フィッシャーブランド | 22-362-178 | |
| db/db | ジャクソン研究室 | 000697 | マウス株 |
| エタノール | Pharmco-AAPER | 111000200 | |
| イソフルラン | ベトン | 502017 | |
| 研究室チャート | データサイエンス インターナショナル (DSI) | ソフトウェア | |
| マトリゲル マトリックス | BD バイオサイエンス 356234 | ||
| マイクロスプリングハサミ | ワールド プレシジョンズ (WPI) | 14124 | |
| マウス オックス プラス | スター ライフ サイエンス コーポレーション | ソフトウェア | |
| マウス OX Plus カラーセンサー | STARR Life Sciences Corp. | 015022-2 | ミディアムカラークリップスペシャル7 " |
| マウス全身プレチスモグラフィーチャンバー | データサイエンスインターナショナル(DSI) | PLY3211 | |
| オハイオケアプラスインキュベーター | オーメダ | HCHD000173 | |
| 手術用ハサミ | ワールドプレシジョンインスツルメンツ(WPI) | 501753-G | ストレート |
| 浸透圧ポンプ | アルゼット | 1003D | 1 μL/h、3日間 |
| Phenol | Sigma-Aldrich | P4557 | |
| 組換えマウスレプチンタンパク質 | R&Dシステム | 498-OB-05M | 5 mg |
| 生理食塩水 | RICCAケミカル | 7210-16 | 0.9%塩化ナトリウム |
| 滅菌外科用縫合 | DemeTech | DT-639-1 | 、サイズ6-0 |
| 計 | 校正ソリューション(INNOCAL) | EW 20250-91 |
参考文献
- 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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