减肥减肥手术限制引起的肝GDF15表达式

文摘

介绍。肥胖和相关的非酒精性脂肪肝病(NAFLD)是一个新兴的卫生保健问题带来实质性的发病率。生长和分化因子15 (GDF15)限制食物摄入、体重和能量平衡的调制GDNF-family受体α——(GFRAL)信号在后脑。然而,的规定GDF15表达在肥胖和非酒精性脂肪肝是不完全理解。我们试图定义减肥的影响通过腹腔镜可调式胃带(LAGB)在肝脏和脂肪GDF15一群严重肥胖患者的表达式。方法。我们分析了GDF15表达肝脏和皮下脂肪组织,6个月后LAGB严重肥胖患者接受LAGB定量实时PCR。评估炎症的作用GDF15表达式,分析了玫瑰G2肝细胞与细胞因子il - 1等刺激β,肿瘤坏死因子α,il - 6、有限合伙人或细胞衣霉素等压力。结果。GDF15表达主要是局限于肝脏而严重肥胖患者脂肪组织。减肥引起LAGB与减少肝(但不是脂肪组织)的表达GDF15。刺激与il - 1β或衣霉素诱导肝GDF15肝细胞中表达。符合这一点,肝GDF15与il - 1表达直接相关β表达和脂肪变性非酒精性脂肪肝的严重程度。这些数据表明,改善代谢炎症和肝体重减少GDF15表达式。结论。基于最近的机械的发现,我们的数据表明,肝GDF15可以作为一个负面的反馈机制来控制能量平衡在非酒精性脂肪肝。

1。介绍

非酒精性脂肪肝病(NAFLD)和肥胖是全球急剧增加。系统性炎症和组织炎症代表疾病过程的一个关键推动力在肥胖及其相关疾病包括非酒精性脂肪肝1,2]。我们先前描述的非酒精性脂肪肝患者的肝脏炎症可以逆转,减肥是通过腹腔镜可调式胃带(LAGB)。LAGB不仅改善代谢失调,而且肝脏疾病(3,4]。

生长和分化因子15 (GDF15),也称为MIC-1转化生长因子的一员β(TGF -β)的家庭。增加tumor-derivedGDF15浓度介导恶病质调制的食物摄入量在老鼠5]。符合这些发现,过度的GDF15在小鼠减少食物摄入量和体重基因删除GDF15诱发肥胖(6,7),重组和管理GDF15改进食源性肥胖小鼠(8]。直到最近,一种机制GDF15占有食物摄入量和体重一直显示在一系列的报道自然医学(9- - - - - -11]。这些研究表明,GDNF-family受体α——(GFRAL)作为受体的过程GDF15信号在后脑(即。,area postrema and nucleus tractus solitarius) which was required for the metabolic effects ofGDF15(9- - - - - -11]。具体来说,老鼠暴露在高脂饮食表现出减少食物摄入量和体重时接受重组GDF15这可能是由大脑的信号(9]。本着这种想法,intracerebroventricularGDF15应用大鼠同样导致减少食物摄入量(11]。基因敲除模型建立,GFRAL信号尤其是防止食源性肥胖,而没有观察到基线表型(9- - - - - -11]。这些数据表明,GDF15/ GFRAL信号严格控制能量平衡与不受限制的饮食情况访问这个食物。符合这一点,GDF15介导GFRAL信号在脑干调节食物摄入量和能量消耗在代谢和toxic-induced压力(12]。因此,明确证据积累GDF15允许限制食物摄入热量的饮食条件下控制体重。

基于这些数据,GDF15/ GFRAL信号成为一个有前途的未来目标治疗肥胖。然而,的规定GDF15在肥胖相关人类疾病过程的了解甚少。GDF15在肝脏中表达的是13),而非酒精性脂肪肝炎患者表现出增加的系统性GDF15水平与健康对照组相比,或病人没有简单的脂肪变性14]。在这群非酒精性脂肪肝患者,系统性GDF15浓度增加肝脏和肝纤维化与刚度衡量弹性成像(14]。虽然GDF15出现在食源性肥胖新陈代谢的关键动力,体重对肝脏的影响GDF15表达还有待开发。我们追踪的28严重肥胖患者接受腹腔镜可调式胃带(LAGB)和体重的影响分析GDF15肝脏中表达和皮下脂肪组织。我们发现GDF15表达主要是局限于肝脏,引起的减肥LAGB与减少肝(但不是脂肪组织)的表达GDF15。代谢炎症介质如il - 1β和衣霉素诱导肝GDF15肝细胞和il - 1的表达β表达与GDF15在非酒精性脂肪肝患者的肝脏表达。因此,减肥和减少慢性炎症引起LAGB严重肥胖患者对肝脏的影响GDF15表达式[3,15]。根据最近的研究(9- - - - - -12),我们的研究表明,肝GDF15可以作为一个反馈机制来控制能量平衡在非酒精性脂肪肝。

2。材料和方法

2.1。研究设计

执行评估LAGB医学系,因斯布鲁克医科大学,奥地利的因斯布鲁克。在这项研究中,28例(21岁女性,7男)与体重指数超过35公斤/ m²在2003年和2007年之间(包括4]。患者饮酒超过每周20克,慢性肝脏疾病的他汀类药物治疗,或其他原因(自身免疫性或病毒性肝炎、中国人民银行、PSC haemochromatosis,和威尔逊氏病)被排除在研究之外。协议是因斯布鲁克大学的伦理委员会批准,和病人提供LAGB和样本收集前书面知情同意。肝脏和腹部皮下组织采集标本处理每活检LAGB和6个月后LAGB随着血液样本空腹状态。临床参数进行评估,血液和活检标本存放在−80°C。病人特点总结在表1。

2.2。量化的肝脂肪mRNA的表达

表达分析如前所报道(4]。组织样本解冻和总RNA提取使用试剂盒®试剂(表达载体,卡尔斯巴德,加州)。使用Moloney小鼠白血病病毒RNA是反向转录(M-MLV)逆转录酶(表达载体,卡尔斯巴德,加州)。定量实时pcr进行台面绿色主人混合(Eurogentec, Seraign,比利时)在一个Mx3000 qPCR周期计(Stratagene、拉霍亚加州)。管家基因表达是正常glyceraldehyde-3-phosphate脱氢酶(GAPDH)。使用引物序列如下:GAPDH转发:GTC GCC AGC CGA GCC;GAPDH相反:CCC AAT ACG ACC AAA GT;移行细胞癌GDF15转发:广汽有条件现金援助CAG AGT TGC CC行动;和GDF15反向:GCC TGG TTA GCA GGT有条件现金转移支付C。

2.3。文化和消息灵通的G2肝细胞的刺激

消息灵通的G2人类肝癌细胞从写明ATCC购买(hb - 8065;英国米德尔塞克斯)和培养在DMEM补充10%胎牛血清和青霉素和链霉素。细胞被刺激与脂多糖(LPS 100 ng / ml;Invivogen,圣地亚哥,加州),重组人类肿瘤坏死因子α(50 ng / ml;Peprotech), rec。il - 1β(1 ng / ml, Peprotech 200 - 01 - b), rec。il - 6 (10 ng / ml, Peprotech, 200 - 06),或衣霉素(1µg / ml,σ,T7765)一夜24 - 48小时之内。

2.4。肝活检组织学分析

肝活检是formalin-fixed石蜡包埋和苏木精和伊红染色。蒙蔽病理学家的严重程度得分脂肪变性(0 - 4)如前所述15]。

2.5。统计分析

结果表示平均值±标准平均误差(SEM)或在适当的地方点污点。两组之间的统计学意义由小动物——一张长有学生的决定t以及,Wilcoxon符号秩检验或双向方差分析在适当的地方,被认为是重要的 。线性回归分析了GraphPad Prism 6.0版。

3所示。结果

3.1。LAGB改善代谢炎症

我们提出,减肥腹腔镜胃带引起的影响GDF15表达式。我们分析了肝,皮下脂肪表达式之前和6个月后腹腔镜胃带纵向的方式在严重肥胖患者(4]。我们组由28个平均年龄38年患者失去了21.9公斤±9.76公斤LAGB后6个月(表1)[4]。减肥不是低品位降低全身炎症所示白细胞计数、c反应蛋白(CRP)。此外,减肥与肝脏损伤表示减少了减少丙氨酸转氨酶(ALT)和gamma-glutamyltransferase (GGT)。符合这一点,6个月后代谢炎症改善证明了一种改进的内稳态模型评估(HOMA)指数,减少肝脏炎性细胞因子如il - 1的表达β和il - 6(表1和[3,16,17])。

3.2。LAGB-Induced减肥的肥胖病人与减少肝有关GDF15表达式

我们利用这个群组分析的表达GDF15在肝脏和皮下脂肪组织标本,LAGB后6个月。肝GDF15表达在很大程度上局限于肝脏在肥胖病人LAGB(图1(一))。六个月后LAGB,肝GDF15表达显著降低在所有个人,我们观察到在皮下脂肪组织(数据没有明显影响1 (b)和1 (c))。

3.3。炎症和内质网应激诱导GDF15表达式

了解减肥对肝脏的影响GDF15表达,我们利用消息灵通的G2肝细胞作为一个模型系统。当肝脏炎症改善LAGB[后6个月3,16,17),我们假设,细胞因子和细胞应激诱导的表达GDF15。解决细胞因子和细胞压力的影响GDF15与摘要意思表达,我们熟知的G2刺激细胞-β,肿瘤坏死因子α、il - 6、有限合伙人和衣霉素,后者被诱导的内质网应激(18]。我们注意到,il - 1β,但不是肿瘤坏死因子α,il - 6或有限合伙人,诱导的表达GDF15在肝细胞(图2(一个),补充图1)。此外,衣霉素引起的内质网应激的表达增加GDF15在消息灵通的G2肝细胞(图2 (b))。这些数据表明,肝脏炎症导致增加GDF15表达在肥胖病人14LAGB-induced减肥可以逆转的。

3.4。GDF15表达与肝脂肪变性和il - 1β表达在非酒精性脂肪肝

评估的规定之间的关系GDF15在非酒精性脂肪肝与代谢炎症,我们与相关临床参数GDF15LAGB之前表达。我们没有注意肝之间的相关性GDF15表达和BMI、HOMA肝损伤,系统性炎症(c反应蛋白),或肝TNFα表达式(补充数据2(一个)- - - - - -2 (E))。相比之下,我们指出肝有直接关联GDF15表达和脂肪变性的组织学评估意味着(图3(一个))。此外,肝的表达GDF15与il - 1β(图3 (b))。这些数据表明非酒精性脂肪肝和肝的功能之间的直接关系GDF15表达式。

4所示。讨论

GDF15限制食物摄入和肥胖在实验模型。然而,监管和对人类肥胖和相关疾病的影响不完全理解。一项研究表明增加循环GDF15浓度在先进的非酒精性脂肪肝14]。我们报告,肝(但不是脂肪组织)GDF15LAGB-induced减肥后表达降低。在肝细胞中,GDF15表达il - 1被提拔β信号和ER应激这两个与非酒精性脂肪肝的发展(19,20.]。一项研究表明,棕榈酸的影响GDF15表达特别是枯氏细胞(14]。总的来说,这些发现可能解释为什么LAGB-induced减肥与减少肝GDF15表情正如我们之前提到的肝脏炎症(即减少。,il - 1β表达式)和改善代谢功能障碍导致的减肥手术在这群(3,15- - - - - -17]。

先前的研究令人信服地证明GDF15形状发展中肥胖和易感性GDF15治疗改善食源性肥胖(8- - - - - -12]。这些数据提供肝的基础模型GDF15强烈表达了在非酒精性脂肪肝14限制食物摄入和食源性肥胖。符合这一点,最近的一项研究表明增加肝GDF15在纳什表达动物模型和人类可能防止非酒精性脂肪肝(21]。GDF15在本地信号可能行为(例如,在肝脏)或系统我们不能解决在这个研究。具体地说,我们无法提供系统性GDF15水平在我们组由于缺乏样本可用性、和GFRAL既不表示在肝脏(正如前面了10])和脂肪组织的群体(数据没有显示)。LAGB-induced减肥之后,这在一定程度上是靠限制食物摄入(22),一个补偿性的表达GDF15在肝脏可能不太明显。这个概念,GDF15直接表达与脂肪变性程度在我们的研究中,一个关键特性的非酒精性脂肪肝可恢复减肥(17]。因此,GDF15治疗可能有利于肥胖病人和LAGB后很多患者复发(22]。在这种背景下,一个当地的炎性环境(如肝MIC-1表达式)也可能影响体重的规定(5]。

进一步探索治疗的好处GDF15在代谢疾病和非酒精性脂肪肝,需要更多的实验研究。它可能是合理的GDF15介导的行为除了调节食物摄入量控制肥胖和相关疾病的易感性。例如,GDF15可能通过限制中性粒细胞炎症,抗炎,出现心肌梗死(23]。这一观点在非酒精性脂肪肝出现重要,高级阶段的特点是肝中性粒细胞炎症(24]。此外,GDF15控制肝hepcidin表达式和铁过载可能设置对非酒精性脂肪肝(25,26]。有趣的是,GDF15血清水平的全因死亡率预测突出的重要性GDF15信号在许多疾病过程中(27]。

总之,我们的研究表明,减肥引起LAGB减少肝GDF15非酒精性脂肪肝患者的表达可能是由慢性炎症减少风险(16]。基于先前的发现(6,9- - - - - -12),这些观察结果表明,GDF15表达在非酒精性脂肪肝14]发生在补偿的方式,针对这个途径可以改善肥胖和相关疾病。

缩写

ALT:	丙氨酸转氨酶
体重指数:	身体质量指数
GDF15:	生长分化因子15
GGT:	c-Glutamyl转移酶
5:	内稳态模型评估
LAGB:	腹腔镜胃带
非酒精性脂肪肝:	非酒精性脂肪肝病。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

附加分

(我)GDF15强烈表达了在肝脏中的脂肪组织相比,肥胖。(2)减肥引起LAGB与减少肝有关GDF15表达式在肥胖病人。(3)炎症信号如il - 1β或未解决的内质网应激诱导GDF15肝细胞中表达。(iv)肝GDF15人类的非酒精性脂肪肝即直接表达与功能。,il - 1β表达和脂肪变性。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

T.E.A.设计和分析所有的实验。F.G.,L.M., C.G., and B.E. helped preparing the manuscript and performed experimentation. A.R.M. and H.T. developed and coordinated the project and prepared the manuscript.

确认

h . t .卓越计划支持的(能力优秀的技术中心:彗星)奥地利研究促进会FFG:卓越研究中心血管老化蒂罗尔,VASCage (K-Project没有。843536)由BMVIT, BMWFW Wirtschaftsagentur维恩,和Standortagentur泰洛;t·e·a .奥地利科学基金会(FWF) P 29379 - b28和奥地利胃肠病学和肝脏病学协会(OGGH);由基督教和a。r . m .多普勒研究基金会,奥地利联邦科学研究和经济,以及国家基础研究、技术和发展。

补充材料

补充图1:il - 6、TNF和有限合伙人不影响GDF15肝细胞中表达。GDF15表达消息灵通的G2肝细胞刺激与il - 6在过去的24小时,肿瘤坏死因子α(肿瘤坏死因子α),或脂多糖(LPS)由qPCR GAPDH和正常化。数据从3独立实验显示。补充图2:肝的相关性GDF15表达与临床特征。(安妮)肝GDF15信使rna表达并不与身体质量指数(BMI) (A),内稳态模型评估(HOMA)指数(B),肝损伤(C)、系统性炎症(D),肝肿瘤坏死因子α表达式(E)各自的R值和水平的意义每个面板所示。每个点代表一个个体病人LAGB之前或之后。(补充材料)

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