文摘
背景。提供脂类分解已经涉及代谢疾病疾病和炎症在肥胖的机制。目的。我们试图研究减肥减肥的效果对脂肪组织分解脂肪的基因表达及其在肥胖受试者全身代谢参数的关系。方法/结果。我们检查在19肥胖者皮下脂肪组织(BMI 42±5公斤/ m2后,79%的女性)在基线和平均8±5个月(范围3 - 15个月)规模的减肥手术。我们进行了脂肪组织mRNA的表达蛋白质参与甘油三酯水解和减肥相关诱导改变系统参数与心血管疾病风险相关。mRNA转录脂肪甘油三酯脂肪酶(ATGL),荷尔蒙脂肪酶(高速逻辑),比较基因识别和脂滴蛋白58 (CGI-58)和perilipin减肥后显著增加(对于所有)。ATGL表达相关反向与血浆甘油三酯(TG)、糖化血红蛋白(糖化血红蛋白)和葡萄糖,和高速逻辑表达式与葡萄糖负相关,而CGI-58是反向与糖化血红蛋白有关。结论。我们观察到基因的表达增加脂肪组织分解脂肪的减肥减肥后反向相关的系统性的脂质和糖代谢标记。在人类脂肪组织脂类分解功能改变可能发挥作用在塑造人类肥胖代谢疾病表型。
1。介绍
肥胖及其相关的广泛的代谢异常,如胰岛素抵抗和血脂异常已成为全球重大公共卫生问题(1,2]。在多个机制负责调停与肥胖相关的心血管疾病是循环的调节浓度free-fatty酸(FFA),与胰岛素抵抗和炎症有关3- - - - - -5]。脂肪酸在能量代谢发挥着重要的生理作用,同时也作为信号分子,从甘油三酯(TG)和动员是由特定的水解酶包括脂肪甘油三酯脂肪酶(ATGL)和荷尔蒙脂肪酶(高速逻辑),以及脂滴蛋白比较基因识别蛋白58 (CGI-58)和perilipin。
实验研究表明,功能改变脂酶的酶活性在肥胖的情况下可能导致特异表达FFA代谢。ATGL蛋白质和mRNA表达下调在肥胖小鼠模型(6]。超表达ATGL的特定于脂肪组织促进脂肪酸的使用和变弱食源性肥胖(7],而ATGL不足导致胰岛素信号的变化和异位脂肪堆积在nonadipose组织(8- - - - - -10]。然而,脂酶的表达在人类肥胖是不完全的研究(11- - - - - -13]。一份报告表明,精益和肥胖受试者表达类似的ATGL蛋白质在奥软减毒在肥胖11]。相反,另一项研究表明,尽管肥胖受试者表达显著高ATGL信使rna,蛋白质表达减少。此外,他们说奥软信使rna调节内脏但没有皮下脂肪肥胖(12]。另一个调查发现显著减少ATGL和高速逻辑信使rna和蛋白质在肥胖胰岛素抵抗,和减肥hypocaloric饮食诱导减少ATGL和高速逻辑表达式(13]。文学因此表明变量转录组签名在很大程度上横向对比不同的个人、群体和有限的数据都可以在纵向减重的效果。
减肥手术是目前最有效和持久的方法持续减肥的肥胖和代谢疾病治疗(14- - - - - -16]。在目前的研究中,我们试图研究的减肥手术对脂肪组织表达的影响分解脂肪的酶广泛的肥胖减肥前后人类和确定组织变化与系统性的全身代谢标记。
2。材料和方法
2.1。研究对象
连续肥胖的男性和女性(BMI≥35公斤/ m2、年龄≥18年)和长期肥胖参加波士顿医疗中心的这项研究招募了减肥手术程序。皮下脂肪组织样本收集基线处理从低腹壁在计划减肥手术,如前所述[17- - - - - -19]。后续的脂肪组织活检进行经皮通过脐周皮下脂肪的潘趣和穿刺活检术后随访期间访问。的皮下仓库取样处理是相同的解剖层访问我们的后续经皮的活检。每个主题提供两个活检标本皮下得宝,一个基线和一个术后访问期间。所有活检在禁食条件下进行。主题与不稳定的医疗条件如活跃的冠状动脉综合征,充血性心力衰竭、系统性感染,急性疾病,恶性肿瘤,或怀孕被排除在外。这项研究是由波士顿大学医学中心的机构审查委员会批准,从所有参与者获得书面同意。
2.2。经皮脂肪组织活检
对于后续的脂肪组织活检,受试者被放置在仰卧位与无菌腹部区域的覆盖。局部皮肤和皮下注射利多卡因麻醉进行小型表面0.5厘米的皮肤切口外侧的脐小手术刀,允许对愿望的脂肪用一把大套管和几拳活检和/或手动清创术的组织下面的皮肤层,提供完整的脂肪组织的标本。解剖层和定性的这个过程是一样的术中基线集合。表面的皮肤切口随后关闭了self-absorbing缝合线和活组织检查网站在后续检查诊所在1周之内。
2.3。人体测量和生化的措施
那些将要动手术在门诊和随后的术后复诊,临床特点包括血压、身高、体重、身体质量指数(BMI)、腰围测量和心血管危险因素都被记录下来。空腹血被通过一个肘前的静脉生化措施包括脂质、葡萄糖、胰岛素、糖化血红蛋白(HbA1c),高灵敏度CRP (hs-CRP)和内稳态模型评估胰岛素敏感性指数(HOMA)。生化分析都是由波士顿医学中心临床化学实验室。
2.4。脂肪组织基因表达
后脂肪组织收集、组织样本存储在RNAlater(西格玛奥德里奇)解决方案在−80°C。总rna分离得到均质整体脂肪组织使用QIAzol试剂和RNeasy迷你包(试剂盒,日耳曼敦,MD)。RNA (0.5 - -1.5μg)与高容量retrotranscribed互补脱氧核糖核酸合成工具(技术)。实时定量PCR反应进行使用TaqMan ViiA7 PCR系统基因表达分析(技术)。结果进行了分析与ΔΔCt方法使用GAPDH作为参考。
2.5。统计数据
临床特点的主题进行了分析使用SPSS 20.0和平均±标准差或百分比。所有其他使用GraphPad Prism 6.0软件分析。临床特点和基因表达差异基线和随访检查使用学生的搭配测试。斯皮尔曼相关分析进行检查分解脂肪的基因表达与临床之间的关联参数正态分布。的值被接受为显著。图形数据提出了均值±SEM,除非另有指示。
3所示。结果
3.1。临床特点
共有19个肥胖(体重指数公斤/米2,79%的女性)受试者参加跟从了纵向意味着一段减肥手术后个月(范围3 - 15个月)规模。表1显示受试者的临床特点在基线和减肥。正如所料,减肥干预产生了明显的体重下降25%为整个集团。这是与体重指数显著减少,腰围、糖化血红蛋白、甘油三酯,HOMA-IR,胰岛素,血糖水平,普遍的高血压。此外,有一个显著降低hs-CRP系统性炎症的标志与减肥手术后> 5倍下降。
3.2。脂肪组织基因表达
如图1相对ATGL的mRNA表达(a),高速逻辑(b), CGI-58 (c)和perilipin (d)显著增加减肥手术后与基线相比,与最大相对增加perilipin观察。
(一)
(b)
(c)
(d)
3.3。分解脂肪的基因表达之间的相关性及临床参数
TG(图的血浆浓度2(一个))、糖化血红蛋白(图2 (b))和葡萄糖(图2 (c))相关负面ATGL mRNA表达后减肥。此外,血浆葡萄糖与奥软mRNA(图负相关3(一个)),一个类似的发现趋势糖化血红蛋白(数据没有显示)。CGI-58基因的基因表达与等离子体呈负相关减肥(图后糖化血红蛋白3 (b))。我们没有发现脂肪基因表达之间的相关性和临床参数基线(数据没有显示)。
(一)
(b)
(c)
(一)
(b)
4所示。讨论
纵向在目前的研究中,我们审查的影响手术减肥的皮下脂肪组织记录脂酶和脂滴蛋白参与甘油三酯水解人类在肥胖和新陈代谢。ATGL的mRNA转录,奥软、CGI-58 perilipin减肥后显著增加,及其与系统性表达相关的反向代谢参数包括血浆甘油三酯、血糖、糖化血红蛋白。这些发现表明,体重下降与分解脂肪的变化检测在人类脂肪组织和流程可能调节全身代谢有关。
脂肪组织作为能源水库调节甘油三酸酯间隙和FFA释放全身代谢的需求的响应。肥胖和积极的能量平衡的条件下,脂肪积累脂肪组织和异位器官和与血脂异常的发展有关,胰岛素抵抗,和炎症动物模型和人类(17,20.- - - - - -23),增加心血管疾病的风险。这些流程可能包括几个酶包括ATGL的失调和高速逻辑代数余子式。虽然出版文献和ATGL的相对表达在人类脂肪组织在肥胖11- - - - - -13,24),我们证明了一致的增加表达后减肥肥胖情况下差别这表明对这些。体重下降可能会促进脂类分解,从而提高酶活性在人类脂肪储存。此外,我们观察到这一过程与改善胰岛素抵抗可能由于FFA通量下降,随着ATGL一直与增加胰岛素敏感性(25)和增加血浆FFA动员(26]。
肥胖的数据高速逻辑活动和表达也不一。有报道称,降低高速逻辑分解脂肪的活动与肥胖(11),和可能的性别差异与降低或改变奥软蛋白质减肥27,28]。我们现在证明奥软mRNA持续上升,与ATGL一样,减肥与血浆葡萄糖反向相关。我们还观察到upregulation perilipin和CGI-58代表主要与细胞内脂滴相关的蛋白质。突变CGI-58在动物模型细胞三酰甘油导致缺乏分解代谢,促进脂质积累在nonadipose组织(29日]。此外,患者的突变CGI-58展览有缺陷的脂解作用和异位脂肪积累在多个组织(30.]。相信高效ATGL活动需要CGI-58 associates脂滴和与perilipin调节滴营业额(31日]。我们观察的坐标upregulation所有四个测量记录与脂类分解和脂滴相关减肥后表明,他们的活动可能是相互关联的有效甘油三酯水解,因此全身新陈代谢,支持重要相关性系统性的甘油三酯和血糖处理措施。
在目前的研究中,我们还观察到等离子体显著下降hs-CRP以前被描述与减肥(32,33]。是建立相关,肥胖是一种慢性、亚临床炎症程度,在一定程度上源自macrophage-driven脂肪组织炎症反应等病理组织改变脂肪细胞的肥大(21,34]。当地生产过剩的FFA也可能代表一个中介免疫激活(3,4,35,36),我们观察到减少炎症和减肥可能相关,在一定程度上降低FFA减肥后,先前建立(37,38),虽然这不是专门测量在这个研究。
对我们的研究有几个局限性。样本量相对较小,实验设计仅限于手术的人口接受减肥手术,从而发现可能不适用于一般人群不同程度的肥胖。然而,我们示范的重要临床相关性即使这个小示例使我们的结果更有说服力。此外,我们的研究仅限于皮下仓库。我们承认,新陈代谢内脏仓库可能更活跃而皮下;然而顺序入侵腹部内脏活检是不可能因为重复操作需要只研究不正当目的。然而,我们相信可以从研究纵向肥胖者皮下脂肪的变化。此外,我们承认在基线和随访收集脂肪样本活检方法不同,可能会影响基因表达;不过我们相信,所有的技术表现在禁食条件下具有可比性。我们没有测量蛋白质含量或检查这些酶的功能活动; thus observations are limited to mRNA expression patterns; however protein tracked mRNA transcripts in a prior study [13]。最后,我们的研究设计不使我们能够区分的影响负能量平衡和体重变化的影响在基因表达与临床参数。抵消这些限制我们的能力来研究同一个主题纵向通过检查主要的减肥和学习的影响脂肪组织可能提供线索的变化机制的系统性疾病。
总之,我们观察到增加脂肪组织分解脂肪的基因的表达与系统相关的反向标记后的脂质和糖代谢减肥减肥。功能改变在分解脂肪的活动在人类脂肪组织可能扮演了一个重要的角色在塑造系统性表型在人类肥胖与心血管疾病的风险因素。
利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。
确认
作者感谢迈克尔·p·Lavalley博士,博士为他统计输入和玛丽亚Zuriaga Herrero博士,博士,在rt - pcr对她的帮助。博士Noyan Gokce由国立卫生研究院(NIH)拨款HL081587 HL126141, HL114675。支持Karki NIH格兰特博士T32 HL07224。