우리의 연구는 저산소 환기 반응 (HVR)에 경동맥 바디 (CB)에 있는 leptin 신호의 효력에 집중합니다. 우리는 CB 탈동 후 HVR에 렙틴의 효과를 측정하는 '기능 상실' 실험과 CB에서 렙틴 수용체의 과발현 후 HVR을 측정하는 '기능의 이득' 실험을 수행했습니다.
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우리의 연구는 저산소 환기 반응 (HVR)에 경동맥 바디 (CB)에 있는 leptin 신호의 효력에 집중합니다. 우리는 CB 탈동 후 HVR에 렙틴의 효과를 측정하는 '기능 상실' 실험과 CB에서 렙틴 수용체의 과발현 후 HVR을 측정하는 '기능의 이득' 실험을 수행했습니다.
지방세포 생성 호르몬 렙틴은 강력한 호흡기 자극제이며, 이는 비만에서 호흡기 기능을 방어하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다. 말초 저산소 감도의 핵심 기관인 경동맥 체(CB)는 렙틴 수용체(LepRb)의긴 기능적 이소폼을 발현하지만 호흡 조절에서 렙틴 신호의 역할은 완전히 해명되지 않았다. 우리는 저산소 환기 반응 (HVR) (1) C57BL/6J 마우스에서 기준선및 CB 탈동 후에 렙틴 주입 전후를 조사하였다; (2) LepRb-결핍비만 db/db 마우스에서 기준선 및 렙Rb 과발현 후 CB에서. C57BL/6J 마우스에서, 렙틴은 HVR을 증가시키고 HVR에 렙틴의 효과는 CB 탈동에 의해 폐지되었다. db/db 마우스에서, CB에서의 LepRb 발현은 HVR을 증강시켰다. 따라서, 우리는 leptin 저산소증에 대한 응답을 보강하기 위해 CB에서 작용한다는 결론을 내립니다.
지방세포 생산 호르몬 렙틴 은 음식 섭취를 억제하고 신진 대사 속도를 증가시상 하부에서 작용한다. 우리의 실험실에서 수행 된 연구1,2 및 다른 조사자 에 의해3,4 렙틴은 렙틴에서 비만 저환기를 방지 (HVR) 하이퍼 카피성 환기 반응을 증가 것으로 나타났다 부족한 비만. 그러나, 비만 인의 대다수는 높은 혈장 렙틴 수준을 가지고호르몬5,6,7,8의대사 및 호흡 효과에 대한 저항성을 입증한다. 렙틴에 대한 저항성은 다인성이지만, 렙틴에 대한 혈액-뇌 장벽(BBB)의 제한된 투과성은 중요한 역할을 한다. 우리는 leptin가 비만 개별에 있는 호흡을 방어하기 위하여 말초 저산소 감도, 경동맥 바디 (CB)의 중요한 기관에서 BBB 의 밑에 작동한다는 것을 건의합니다. CB는 렙틴 수용체, 렙Rb의긴 기능성 이소폼을 발현하지만 렙틴의 호흡 효과에 대한 CB의 역할은 충분히 해명되지 않았다9,10.
우리의 방법의 목표는 HVR에 CB에 렙틴 신호의 효과를 검사하는 것이었습니다. 우리의 근거는 (a) 손상되지 않은 경동맥 바디와 hVR 측정에 선행된 denervated 경동맥 바디를 가진 마우스에 렙틴을 주입하는 기능 실험의 손실을 능력을 발휘하는 것이었습니다; (b) LepRb가결여된 db/db 마우스에서의 함수 실험의 이득은, 기준선에서 그리고 CB에서만 LepRb의 발현 후에 HVR을 측정하였다. 우리의 기술의 장점은 우리가 수면과 깨어있는 동안 억제되지 않은 unaneded 마우스에서 우리의 모든 실험을 수행했다는 것입니다. 이전 조사자는 마취하에 그들의 실험을수행하거나 수면 중 렙틴의 효과를 측정하지 않았다10. 또한, 당사의 연구는 전술한 CB에서 선택적 LepRb 발현을 통한 기능 접근법의 독특한 이득을 최초로 활용한다.
넓은 맥락에서, 우리의 접근은 저산소 감도에 있는 CB 그리고 그들의 역할에 표현된 그밖 수용체에 일반화될 수 있습니다. 조사자는 관심있는 수용체에 리간드를 주입하고 기준선및 CB 탈동 후에 HVR을 측정할 수 있다. 상보적 접근법으로서, 관심 있는 수용체는 CB에서 과발현될 수 있고 HVR 측정은 이 원고에 기술된 우리의 기술을 사용하여 과발현 전후에 수행될 수 있다.
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모든 실험 프로토콜은 기관 동물 관리 및 사용 위원회 (MO18M211)에 의해 승인되었습니다.
1. 렙틴 주입
참고: 호흡에 렙틴의 효과를 검사하기 위해, 우리는 비만 마우스에서 관찰 된 사람들에게 순환 렙틴 수준을 높이기 위해 삼투 펌프에 의해 린 C57BL / 6J 마우스에 피하 적으로 렙틴을 주입.
2. 저산소 환기 반응 (HVR)
참고: 열중성 조건은 시원한 주변 온도에 의해 부과된 스트레스 요인을 제거하고 마우스의 신진 대사를 크게 수정합니다. 따라서 모든 호흡 측정은 신생아 인큐베이터12(도 1A)를사용하여 열중립 조건(t= 30°C)에서 수행되어야 한다. 전신 과다 모그래피 챔버 (WBP)는 모든 측정에 사용되었습니다. 모든 동물은 HVR 측정 전에 3-5 일 동안 후속 펄스 산소 측정 기록을 위해 기압 과 목 칼라와 샴 넥 칼라에 적응해야합니다. HVR은 오전 10시에서 오후 5시 사이에기록됩니다. HVR 측정 동안 동물의 특정 수면-항적 단계를 보장하기 위해, EEG/EMG 전극은 앞서 설명한 바와 같이 EEG/EMG 헤드마운트로 이식되어야 한다14. 동물은 헤드 마운트 후 적어도 72 시간 동안 회복 할 수 있어야합니다. 수면 스테이징은 5s 시대에 수행되어야합니다. NREM 수면은 시대의 50% 이상을 차지하는 느린 파뇌 EEG 활성에 의해 인식된다. 조용한 깨어 운동의 부재에서 알파 EEG 활동에 의해 명시. REM 수면은 EMG상에서 감소된 근육색조의 존재에서 우세한 알파 및 세타 EEG 활성에 의해 확인된다. 전형적으로, REM 수면은 HVR 가스 도전 동안 관찰되지 않는다.
3. 경동맥 신체 탈동 또는 경동맥 부비동 신경 해부 (CSND)
참고: 우리는 수술 변성만으로는 저산소 체모플렉스를 폐지하지 않기 때문에 1 주일 간격으로 수술및 화학 적 탈연을 수행했습니다.
4. 아데노 바이러스 벡터를 사용하여 CB에서 LepRb의 발현(Ad-LepRb) 대 대조군(Ad-LacZ)
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렙틴의 지속적인 주입은 린 C57BL/6J 마우스에서 HVR을 0.23에서 0.31 mL/min/g/ΔFiO 2(P< 0.001, 그림 2) 11로크게 증가시었다. CSND는 HVR에 렙틴 유도 증가를 폐지(그림 2),HVR에 CSND의 감쇠 효과는 렙틴 주입 후 가짜 수술 그룹에서 관찰된 동안.
LepRb의 CB에서의 LepR b 발현은 0.05 내지 0.06 mL/min/g/ΔSpO 2(그림 3)에서HVR의 현저한 증가를 유도하였다. CB에서 제어 Ad-LacZ로 형질 감염된 동물에서, HVR은 변경되지 않았다.
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우리의 연구의 주요 초점은 CB에 있는 렙틴 신호의 호흡 효력을 검토하기 위한 것이었습니다. 기계론적 방식으로 렙틴의 역할을 평가하기 위해 몇 가지 프로토콜이 개발되었습니다. 첫째, HVR에 대한 CB의 구체적인 기여는 저산소 노출의 처음 2분 동안 HVR의 신중한 정량화에 의해 분석되었다. 둘째, 렙틴 중재 된 호흡 조절에서 CB의 관련성은 두 가지 상호 보완적 인 접근법에 의해 조사되었습니다. 낮은 렙틴 수준을 가진 마른 야생 형 마우스에서, HVR은 기준선과 렙틴의 연속 주입 후에 측정되었다; 실험은 CB 탈수 후 반복되었다. LepRb-결핍 db/db 마우스에서, HVR은 기준선및 CB에서의 LepRb 발현 후에 측정되었다.
설치류에서 HVR을 측정하기 위해 여러 프로토콜이 사용되어 동물을 저산소 가스에 노출시되었습니다. 우리는 말초 chemoreflex에 있는 CB의 역할 및 호흡의 ...
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저자는 상충하는 이해 관계나 공개가 없습니다.
R01HL138932, RO1HL133100, RO1HL128970, AHACDA347000025
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 1 mL 인슐린 주사기 | 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 |
| 마취 카트 | Atlantic Biomedical | ||
| Betadine | Purdue Products Ltd. | 12496-0757-5 | |
| 부프레노르핀(부프레넥스) | 레킷벤키저 헬스케어 주식회사 | 12496-0757-5 | 0.3 mg/mL |
| C57Bl/6J | 잭슨 연구소 | 000664 | 마우스 스트레인 |
| 코튼 거즈 스폰지 | Fisherbrand | 22-362-178 | |
| db/db | 잭슨 실험실 | 000697 | 마우스 스트레인 |
| 에탄올 | Pharmco-AAPER | 111000200 | |
| 이소플루란 | 베톤 | 502017 | |
| 랩 차트 | , Data Science International (DSI) | 소프트웨어 | |
| : Matrigel Matrix | BD Biosciences | 356234 | |
| Micro Spring Scissors | World Precision Instruments (WPI) | 14124 | |
| Mouse Ox Plus | STARR Life Sciences Corp. | 소프트웨어 | |
| 마우스 Ox Plus 칼라 센서 | STARR Life Sciences Corp. | 015022-2 | 미디엄 칼라 클립 스페셜 7" |
| 마우스 전신 혈량계 챔버 | Data Science International (DSI) | PLY3211 | |
| Ohio Care Plus 인큐베이터 | Ohmeda | HCHD000173 | |
| Operating Scissors | World Precision Instruments (WPI) | 501753-G | 스트레이트 |
| 삼투압 펌프 | Alzet | 1003D | 1 μ L/h, 3 일 |
| Phenol | Sigma-Aldrich | P4557 | |
| 재조합 쥐 렙틴 단백질 | R& D 시스템 | 498-OB-05M | 5mg |
| 식염수 | RICCA 화학 | 7210-16 | 0.9% 염화나트륨 |
| 멸균 외과용 봉합사 | DemeTech | DT-639-1 | 실크, 크기 6-0 |
| 온도계 | 혁신적인 교정 솔루션(INNOCAL) | EW 20250-91 |
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