酶类6是一个关键的抗氧化酶在调节血糖和脂肪生成的代谢之间的联系

文摘

胰岛素作用和分子生物学在肥胖胰岛素分泌减少。此外,摄取过多的脂肪会增加氧化应激导致明显的2型糖尿病(T2DM)病人体内。抗氧化防御系统,酶类6 (PRDX6)能够减少H₂O₂和短链磷脂氢过氧化物。越来越多的证据表明,PRDX6参与动脉粥样硬化的发病机制和2型糖尿病,但其作用肥胖及其并发症的发病机理仍不清楚。因此,在本研究中,我们试图调查本协会通过PRDX6基因敲除小鼠(PRDX6^{- / -})。二氧化碳(VCO等代谢参数₂)生产、耗氧量(签证官₂),和呼吸交换比率(r),测定用代谢笼。腹腔内胰岛素和葡萄糖耐量测试进行评估胰岛素敏感性和葡萄糖耐量,分别。肝脏和胰腺组织化学分析也被评估。参与脂质和糖代谢酶的表达被实时PCR分析。24周后雌性(HFD) PRDX6^{- / -}老鼠体重增加比控制和更高的食品和饮料的摄入。签证官₂消费和VCO₂生产减少PRDX6^{- / -}老鼠,而r低于0.7指示一个普遍的脂质代谢。PRDX6^{- / -}老鼠和HFD显示对胰岛素敏感性和胰岛素分泌分子进一步恶化。此外,在PRDX6^{- / -}小鼠胰岛素没有抑制脂肪组织脂类分解与顺向肝脂质过载和血清ALT水平高,胆固醇和甘油三酯。有趣的是,在PRDX6^{- / -}小鼠肝脏和脂肪组织基因upregulation与促炎有关。最后,PRDX6^{- / -}老鼠表现出更高的利率相比,非酒精性脂肪肝(NASH)的控制。我们的研究结果表明,PRDX6可能发展的功能和保护作用与肥胖相关的代谢紊乱等肝脏疾病和2型糖尿病,可能对这些疾病被认为是一个潜在的治疗目标。

1。介绍

肥胖是一种慢性疾病,其特征是高水平的胰岛素抵抗相关的风险增强2型糖尿病(T2DM)病人体内,非酒精性脂肪肝病(NAFLD) [1)、心血管并发症,和过早死亡2]。高脂肪仓库,事实上,与胰岛素抵抗水平增加,葡萄糖耐量,2型糖尿病,血脂异常3]。然而,即使几个假说和理论假设,到目前为止,精确的病理生理机制肥胖和胰岛素抵抗之间的联系及其相关疾病尚未定义。其中,增强肝脏存储的游离脂肪酸,增加氧化应激水平,和激活促炎反应被证明发挥重要作用之间的连接肥胖、胰岛素抵抗、及其并发症(4]。在营养过剩条件下如肥胖、过多的油脂可能积聚在nonadipose组织,它有能力降低三酰甘油(标签)存储。这种现象可能会增加氧化应激报道在肥胖患者的肝脂肪变性5]。

最近,我们表明,酶类6基因敲除小鼠(PRDX6^{- / -})开发了一种表型类似于二型糖尿病的早期阶段,表现为肌肉的损害胰岛素敏感性和胰岛素分泌分子生物学(6]。此外,相同的动物显示出肝促炎状态与典型的非酒精性脂肪肝(NASH)的形态学特征(6]。我们的结果创新建议PRDX6可以参与葡萄糖的调节体内平衡之间的复杂的相互作用,脂质代谢和炎症反应。

PRDX6属于抗氧化蛋白(PRDXs),一个家庭的抗氧化剂酶能催化过氧化氢的还原(H₂O₂),有机过氧化物(ROOR ),和过氧亚硝基(ONOO -) [7,8]。其中,PRDX6是唯一的双功能酶作为谷胱甘肽过氧化物酶和磷脂酶A2 (PLA2)和能够水解磷脂(9]。PRDX6广泛表达于所有组织,达到更高层次的表达在肝脏、胰腺和肾脏10]。PRDX6浓度较高的肝细胞,有趣的是,作为氧化剂食腐动物肝脏对活性氧(ROS) (10]。

支持假设PRDX6可能关键生理血糖和脂质代谢的组件之间的联系,另一项研究中,使用PRDX6与高脂肪饮食的老鼠(HFD),证明这些啮齿类动物更容易在发展中控制相比,动脉粥样硬化(11]。PRDX6^{- / -}小鼠暴露于一个患饮食表现出更高水平的血浆脂质氢过氧化物和随之增加巨噬细胞的氧化低密度脂蛋白(LDL) (11],由于低密度脂蛋白氧化peroxide-dependent [12]。然而,尽管有这些证据,到目前为止,所扮演的角色PRDX6调制的脂肪组织功能、血脂异常、脂肪肝疾病的进展并没有被调查。在目前的研究中,我们分析了影响这些过程的PRDX6 PRDX6的使用模型^{- / -}老鼠在回应HFD 24周。

2。材料和方法

2.1。实验动物

动物被保持在一个温度控制的房间在12 h: 12 h光暗周期提供食物和水随意除非另有注明。老鼠与标准食物饮食(SCD) (Mucedola Srl Settimo米兰,意大利,代码4 rf18)与10%的热量来自脂肪或HFD(脂肪58%,碳水化合物25.5%,16.4%蛋白质研究饮食,Inc .,新泽西,美国代码D12331)。男性和女性PRDX6^{- / -}老鼠轻轻由本期王教授(10]。C57BL / 6 j小鼠从杰克逊实验室购买(美国缅因州巴尔港)。基因分型的动物都使用DNA提取一小块尾巴(3 - 5毫米)。以下引物被使用:0366 5 - - - - - -结论TGA ACA棉酚CCA GGC AGG-3 ,0368年5 - - - - - -CAG手枪GGA GCC TCT ATG CC-3 ,和0369年5 - - - - - -TGG CTT CTG AGA CGG AAA GAA-3 。罗马大学的这项研究是通过“Tor Vergata”动物保健和使用委员会。

2.2。葡萄糖和胰岛素耐量试验

小鼠禁食16小时(h)和腹腔内葡萄糖耐量试验(IPGTT)是由2 g / kg腹腔注射葡萄糖。血液样本被retroorbital毛细血管丛的时间( )0,15日30、60、90、120分钟,glycaemia测量使用一个自动化OneTouch LifeScan Glucometer(苗必达,CA) [6]。胰岛素耐量试验(ITT)进行胰岛素注射0.75 IU /公斤后小鼠禁食4 h。测量血糖水平0,15、30和60分钟(6]。

2.3。胰岛素的测量

在基础条件和血胰岛素浓度测定IPGTT使用鼠标胰岛素酶联免疫试剂盒(Mercodia,乌普萨拉,瑞典)根据制造商的协议。短暂,血浆样本加载96孔板上涂上anti-insulin抗体和允许与过氧化物酶和胰岛素抗体共轭反应2 h。一个简单的清洗步骤去除游离抗体。绑定轭合物被发现反应3,3 ,5、5 - - - - - -tetramethylbenzidine。然后,通过添加0.5 H反应停止₂所以₄阅读spectrophotometrically 450海里。

2.4。RNA提取和实时PCR

细胞总RNA隔离从肝脏,骨骼肌,白色脂肪组织是获得使用试剂盒试剂(英杰公司集团,卡尔斯巴德,CA)。高容量cDNA档案箱(应用生物系统公司,促进城市,CA)被用来reverse-transcribed 2μ克总RNA的互补。定性实时聚合酶链反应(rt - pcr)进行使用ABI 7500棱镜系统和TaqMan试剂(应用生物系统公司)。mRNA表达监控使用商业引物,从生命技术:购买甾醇监管元素绑定转录因子1 (SREBP1-c) -Mm00550338_m1;肿瘤坏死因子受体超家族成员6 (FAS) -Mm01204974_m;CD36-Mm01135198_m1;patatin-like磷脂酶域包含2 (PNPLA2) -Mm00503040_m1;acyl-coenzyme氧化酶1,棕榈酰(Acox-1) -Mm01246834_m;肉毒碱棕榈酰转移酶1 (Cpt1 -α)-Mm01231183_m1;磷酸烯醇丙酮酸carboxykinase 1 (Pepck) -Mm01247058_m1;葡萄糖6磷酸酶催化亚基3 (G6P) -Mm00616234_m1;CD68-Mm03047340_m1;EGF-like模块包含mucin-like、激素受体序列1 (F4/80) -Mm00802529_m1;整合素αX (Cd11c) -Mm00498698_m;CD19-Mm00515420_m1;CD3-Mm00442746_m1;趋化因子(碳碳主题)配体3 (MCP-1) -Mm00441259_g1;趋化因子(C-X-C主题)配体1 (KC) -Mm04207460_m; interleukin 1 beta (IL-1β)-Mm00434228_m;白介素10 (il - 10) -Mm00439614_m;肿瘤坏死因子-α(TNF -α)-Mm00443258_m1;白介素6 (il - 6) -Mm00446190_m1;白介素21 (IL-21) -Mm00517640_m1;adiponectin-Mm00456425_m1;leptin-mM00434759-m1;chitinase-like 3 (YM1) -Mm00657889_mH;10 c型凝集素域家族,成员(Mgl1) -Mm00546124_m1;巨噬细胞半乳糖N-acetyl-galactosamine-specific凝集素2 (Mgl2) -Mm00460844_m1;和精氨酸酶、肝(Argl) -Mm00475988_m1。使用比较基因表达进行了计算方法,和值被表示为(Livak KJ, Schmittgen TD)。分析相对用实时定量PCR和基因表达数据方法(13]。所有结果都是标准化的β肌动蛋白。

2.5。组织学评价非酒精性肝病、胰腺胰岛

获得小岛和胰岛细胞数量的比例,数码相机(Dxm1200F,尼康意大利温泉、米兰、意大利)和接穗图像软件(Scion公司,弗雷德里克,医学博士,美国)在20 x放大。小鼠肝脏在一夜之间在10%福尔马林固定,嵌入在石蜡,在4μm厚度,与苏木精和伊红染色。脂肪变性的分数是评估如前所述14]。胰岛细胞的数量和每个胰腺的胰岛面积计算百分比至少5串行部分每隔200μm。所有失明的方式分析两个不同的病理学家,interobserver变化小于5%。

2.6。代谢研究

代谢进行了研究使用LabMaster系统(谢霆锋系统,糟糕的小礼帽,德国)15]。使用的所有老鼠都适应的代谢笼前48小时测量每个参数与随意访问食品和饮料。VCO₂和签证官₂确定使用哪₂和有限公司₂传感器校准与标准的气体混合物包含定义大量的O₂和有限公司₂。VCO之间的比率₂和签证官₂表明呼吸交换比(r) (15]。动物活动表示为所有的运动记录的和轴(16]。每日食品和饮料摄入量被称重监控食品漏斗和饮料瓶子。所有的每15分钟测量24小时。

2.7。总酮体测量

血清总酮体(TKB)水平获得了利用酮体试验(Sigma-Aldrich,圣路易斯,密苏里州,美国)。简单地说,5μl血液样本和标准溶液添加到每一个水井。乙酰乙酸的水平(中航商用飞机有限公司)和3-hydroxibutyric酸(啵)测定使用由3-hydroxybutyrate反应催化脱氢酶(HBDH)吸光度的变化,测量在340 nm,中航商用飞机有限公司和啵浓度直接相关17]。TKB浓度计算使用以下公式: 。

2.8。游离脂肪酸量化

总血清游离脂肪酸(FFA)使用FFA水平得到量化分析工具(Abcam)。根据制造商的协议,FFA转化为他们的辅酶a衍生品和氧化生成的颜色那是阅读 。

2.9。血液生化

血清胆固醇、甘油三酯、丙氨酸转氨酶(ALT)、天冬氨酸转氨酶(AST)和高密度脂蛋白胆固醇水平是衡量Keylab系统(BPC bios开发。罗马(意大利)18]。极低密度脂蛋白(VLDL)使用以下公式计算: (19]。

2.10。统计分析

所有的数据表示为 (SEM)。使用未配对单侧学生的统计分析测试或双向方差分析(方差分析)其次是Bonferroni事后测试。结果分析了使用GraphPad棱镜5 (La Jolla、钙、美国),和一个 被认为是具有统计学意义。

3所示。结果

3.1。基础代谢降低小鼠缺乏PRDX6 HFD之后

首先,由于PRDX6在调节葡萄糖体内平衡具有重要的作用[6),我们测试了PRDX6之间基础代谢的差异是否存在^{- / -}老鼠和WT(野生型)。达到我们的目标,利用代谢笼。PRDX6^{- / -}老鼠和SCD没有不同于WT小鼠体重和食物摄入量在随访期间(24周)(数据1(一)和1 (c))。活动,以水平和垂直运动,也是类似的两组再辅以SCD(图1 (g)),这表明没有重量的差异与不活动的差异。PRDX6^{- / -}然而,老鼠和SCD显示显著增加饮料的摄入与WT(相比 )(图1 (e))。

相反,在同一时间的随访中,PRDX6^{- / -}老鼠和HFD提出了一个更高的体重增加与WT老鼠(图1 (b)经过一个月的饮食),已经明显( )(图1 (b))。PRDX6体重的增加^{- / -}老鼠WT老鼠相比,与更多的食物( )(图1 (d))和饮料摄入量( )(图1 (f))。在PRDX6水平和垂直运动^{- / -}老鼠和HFD WT(相比显著降低 )美联储同样的饮食(图1 (h)在身体活动),建议一个障碍HFD-feeding PRDX6^{- / -}老鼠。

在代谢笼24小时后,在签证官没有差异₂,VCO₂PRDX6之间,r被观察到^{- / -}和WT老鼠SCD(图1(我))。然而,HFD后,间接热量测定PRDX6报道^{- / -}老鼠在签证官有明显降低₂消费( )和VCO₂( )生产和增加r ( )相比WT老鼠。两株小鼠减少r当美联储和HFD SCD相比,但PRDX6^{- / -}小鼠相对较少的脂肪氧化与WT老鼠相比,因为r值明显高于( )(图1 (j)),证实假说的基础代谢降低后这些动物摄入大量的脂肪。然而,r值低于0.7建议的合成碳水化合物或酮体代谢的老鼠缺乏PRDX6 [20.]。

3.2。胰腺β细胞的功能和解剖结构在PRDX6受损^{- / -}老鼠和HFD

老鼠缺乏PRDX6但美联储SCD开发一种轻微的DM,主要与高水平的胰岛素抵抗与缺陷相关的分子生物学胰岛素分泌(GSIS) [6]。为了进一步了解这种抗氧化酶的影响血糖的调节体内平衡和维护的功能性胰腺β细胞的质量,我们进一步研究了PRDX6的代谢反应^{- / -}和HFD WT小鼠治疗24周后。两个PRDX6^{- / -}和WT老鼠接受IPGTT(图2(一个))和ITT(图2 (b))。PRDX6 IPGTT之后,^{- / -}小鼠的血糖水平显著高于WT老鼠在所有时间点评估( 0分钟, 30、60、90和120分钟)(图2(一个))。此外,PRDX6^{- / -}老鼠ITT测试显示降低胰岛素反应相比WT老鼠( 和 分别在0和15分钟)(图2 (b)),这表明PRDX6^{- / -}小鼠空腹血糖水平较高的胰岛素抵抗。测量IPGTT期间胰岛素分泌显著减少15 ( ),60和120分钟( )在PRDX6^{- / -}老鼠相比WT老鼠(图2 (c))。insulinogenic指数也计算探讨胰腺的功能β肽在15分钟,导致在PRDX6较低水平^{- / -}老鼠( )(图2 (d)),进一步确认的减值β细胞功能没有PRDX6,之前报道(6]。

同样,组织化学分析胰腺建立之前的研究(6),表明PRDX6^{- / -}老鼠数量显著降低( )和大小( )WT老鼠相比,胰腺胰岛(数据2 (e),2 (f),2 (g),2 (h))。这些结果表明,缺乏这个特定的抗氧化酶可能影响胰岛细胞的功能和解剖结构与正常饮食,但“饮食”的白鼠HFD进一步增加。

3.3。缺乏PRDX6脂质和糖代谢受损

脂质代谢障碍和FFA交易从脂肪组织、肝脏是关键事件发展的2型糖尿病和非酒精性脂肪肝21]。因此,我们分析了基因的mRNA表达参与脂肪组织脂质生物起源和运输(SREBP1-c、FAS和CD36)(图3(一个)(图)、脂类分解(PNPLA2)3 (b)),β氧化(Acox-1和Cpt1 -α)(图3 (b))。PRDX6^{- / -}老鼠显示水平显著增加PNPLA2 WT(小鼠相比 )(图3 (b))。PNPLA2的初始步骤的主要酶催化甘油三酯水解脂肪细胞(22,23]。事实上,在PRDX6血清FFA水平明显更高^{- / -}比WT老鼠( )(图3 (c))。因此,PRDX6 PNPLA2的高表达^{- / -}老鼠可能提高甘油三酯的水解,增加血液FFA水平,积累在肝脏的风险,非酒精性脂肪肝的发展。在肥胖患者2型糖尿病,更高水平的循环FFA和/或脂类分解速率的增加导致糖质新生(24]。此外,大规模动员的FFA酮的生产增加体内脂肪组织的结果来自FFA氧化成中航商用飞机有限公司和啵在肝脏,在较小的比例,在肌肉25]。因此,FFA之间的联系,肝脏代谢糖质新生,酮生成。

在我们的模型中,缺乏PRDX6在动物喂食了HFD与糖质新生的一个重要upregulation与WT老鼠相比(图3 (d))。事实上,Pepck mRNA表达( )和G6P ( ),的两个关键酶调节第一和糖质新生的最新反应(26),在PRDX6更高^{- / -}比在WT老鼠。

测定血清总酮体,中航商用飞机有限公司的数量和计算啵。PRDX6^{- / -}老鼠和HFD显示增加生产的血液总WT老鼠相比,酮体( )(图3 (e)),这表明高水平的FFA释放酮生成脂肪组织可能会有重大的影响在这些动物。这是同意的 ,建议增加酮体代谢。

3.4。后的风险增加发展中纳什PRDX6基因敲除小鼠促炎的饮食

非酒精性脂肪肝是最常见的肝脏疾病在肥胖和2型糖尿病患者,和它的主要功能是甘油三酯与顺向肝细胞脂肪变性的积累(27]。通常,这种情况发展纳什(28]。根据上面的数据报告,我们旨在确定PRDX6在非酒精性脂肪肝的作用及其发展为纳什。我们评估血清ALT, AST,胆固醇,VLDL、甘油三酯和肝脏组织学分析PRDX6^{- / -}和HFD WT老鼠。循环血清胆固醇和VLDL PRDX6^{- / -}老鼠了WT老鼠(相比 和 ,)(图4(一))。相反,高密度脂蛋白胆固醇血药浓度两组之间的类似动物(图4(一))。此外,在PRDX6甘油三酯的含量也增加了^{- / -}相比WT老鼠( )。肝脏损伤的一个重要标志,ALT水平较高( )在PRDX6^{- / -}老鼠相比WT老鼠(图4(一))。在AST水平无显著变化是明显的两组动物之间(图4(一))。

肝脏的组织学分析白鼠HFD和肥胖的老鼠显示组织学模式特点是microvesicular WT小鼠脂肪变性,正如预期的那样,而microvesicular PRDX6微小脂肪变性的状态占了上风^{- / -}老鼠,小叶炎症和肝细胞膨胀(图的迹象4 (b))。事实上,脂肪变性PRDX6得分^{- / -}老鼠相比,明显高于WT老鼠(图4 (c))( )。

进一步调查是否PRDX6在场的更高层次的脂肪变性^{- / -}老鼠依赖于脂质代谢或增加了FFA的肝摄取增加,基因表达(mRNA)的主要酶参与这些途径进行评估(SREBP1-c、FAS和CD36)。有趣的是,CD36的表达,调节肝FFA的吸收29日在PRDX6],增加^{- / -}老鼠( )(图4 (d))。此外,信使rna酶参与脂类分解和水平β氧化(PNPLA2 Acox-1, Cpt1 -α)检查。基因表达的PRDX6 PNPLA2在肝脏^{- / -}老鼠老鼠WT(图相比没有差别4 (e)),建议组织的这种基因的表达模式。类似的数据Cpt1——在座α,负责运输的蛋白质脂肪酰coa通过内线粒体膜30.),和Acox-1,酶催化过氧化物酶病的第一步β氧化(31日)(图4 (e))。基于这些结果,我们可能表明,脂肪变性状态没有PRDX6和HFD可能是肝脂质过多的结果。

3.5。PRDX6对炎症状态的影响

HFD促炎的输入,模拟肥胖炎性病理背景(32]。通过测量mRNA表达的细胞因子和趋化因子,炎症的主要标志的关键组织(脂肪组织、肝脏、骨骼肌),我们试图理解PRDX6的角色在这个过程。标记的列表以实时PCR报道在表1。24周后HFD PRDX6^{- / -}老鼠表现出显著upregulation ( )肿瘤坏死因子-编码基因的表达α,il - 1β、il - 6和MCP-1 WT老鼠相比,测量在脂肪组织和肝脏(表1)。在脂肪组织,缺乏PRDX6瘦素的合成也有显著的影响( ),而脂联素水平没有变化(表1)。

在骨骼肌,PRDX6^{- / -}肿瘤坏死因子-老鼠只显示更高的表达式α和MCP-1 WT,而其他细胞因子并没有改变(表1),这表明一个特定的影响这些酶在炎症的调控过程中,这值得进一步调查。

4所示。讨论

在目前的研究中,创新,我们报告一个关键的角色PRDX6在肥胖和相关的肝脏疾病的发病机制,特别是非酒精性脂肪肝和非酒精性脂肪肝炎。通过使用一个模型PRDX6基因敲除小鼠喂食HFD 24周,我们表明,缺乏这种酶与显著的体重增加是由于增加食物摄入量,和减少体力活动。饮料的摄入也增强了这些老鼠,可能由于显著升高血糖水平,糖尿,渗透性利尿。观察脂肪组织瘦素产量的增加,可能与更高水平的下丘脑瘦素抵抗(33),或者更高的信号能量饱满,因为未知原因,PRDX6^{- / -}老鼠可以更暴露增加HFD美味食物的反应。脂肪组织的蛋白质组学研究leptin-deficient (ob / ob)小鼠与瘦素公认PRDX6之一12通过调节线粒体功能蛋白质生理和氧化应激与肥胖机制(34]。

HFD-fed PRDX6^{- / -}小鼠相比降低基础代谢SCD-fed老鼠;相反,r明显高于建议增加碳水化合物的合成和酮体代谢(20.),证实了葡萄糖和酮血药浓度较高。此外,它也可能与更高的体重增加,这株由于较小WT老鼠相比,氧化脂肪的能力(35]。此外,glucose-induced胰岛素释放PRDX6减少^{- / -}老鼠沿着insulinogenic指数较低。低胰岛素水平可能与观察到的食物摄入增加这些老鼠,因为胰岛素在下丘脑核行动,像弓状核(36](中央监管的喂养和能量稳态)下降时,会影响食欲,因此体重(37]。最后,没有PRDX6,胰岛细胞减少的数量和规模相比WT突出相关的角色PRDX6维持胰腺的结构β肽(38]。自从PRDX6是胰腺癌最重要的抗氧化酶β肽,其缺乏可影响细胞氧化还原体系和胰岛素分泌。这是假设为主要机制胰腺功能障碍与缺乏PRDX6因为这种酶可能发挥作用在不同的细胞水平控制活性氧的生产,因此细胞功能,如胰岛素分泌。事实上,直接行动的PRDX6线粒体间隙(39和电子传递链的调制40)提出了过程与氧化应激和氧化应激相关疾病有直接关系。

几个证据轮廓调制的PRDXs肝脏功能的作用:PRDX1 HFD-fed老鼠的肝脏中表达降低(41),PRDX4转基因小鼠抗肝脂肪变性,胰岛素抵抗增加以应对HFD [42]。我们发现PRDX6^{- / -}老鼠有更高水平的胰岛素抵抗6],PRDX6蛋白质和mRNA表达降低的小鼠模型在肝脏乙醇消费(43]。在这项研究中,我们报道了HFD-fed PRDX6^{- / -}老鼠先进肝功能异常和小叶炎症和肝细胞膨胀的迹象表明纳什的一个条件,不存在在WT老鼠。肝脏代谢也受到显著upregulation gluconeogenic CD36基因表达,有助于肝脂质积累的FFA供应增加,所记录的更高的VLDL和FFA血液PRDX6中观察到^{- / -}老鼠。清道夫受体CD36,增强HFD-induced肥胖小鼠的肝脏(44),在肝功能异常发展中起着重要的作用45]。肝巨噬细胞表达CD36居民有助于肝脏脂肪的积累得宝(46]。此外,CD36识别特定脂肪酸如棕榈酸和十八烯酸,激活细胞内信号通路导致促炎细胞因子的生产(47]。根据这些发现,我们报道,缺乏PRDX6与更高层次的炎症参数在所有组织调查,特别是肝脏显示高水平的树突,T细胞和巨噬细胞标记表达和细胞因子水平的增加,如il - 1β肿瘤坏死因子-α,il - 6。其中,TNF -α,具体地说,已被证明是直接参与肝脂肪变性和胰岛素抵抗的发展48]。这些结果表明小鼠缺乏PRDX6更容易开发一种严重的肝功能异常,如纳什,突显出角色的抗氧化酶代谢肝病在肥胖和糖尿病的发病情况。PRDX6已经报道的抗炎特性在角膜细胞中,地方政府的这种酶能够减少炎症和细胞凋亡49]。最近的一项研究显示,肿瘤坏死因子-α或正γPRDX6 mRNA和蛋白表达降低胰腺癌β细胞,进一步证实这个抗氧化剂之间的交联酶和组织炎症过程50]。

肥胖,与慢性低度炎症状态,是严格与非酒精性脂肪肝等肝脏异常。根据传统的“两面夹攻假说,”纳什非酒精性脂肪肝会进化,当后甘油三酯积累(1打)遵循诱导的炎症通路和活性氧的生产过剩导致肝病(2次)51]。然而,现在证据表明肥胖与胰岛素抵抗、FFA通量的增加从脂肪组织是肝损伤的主要原因,通过氧化应激和炎症,进步纳什(52]。在胰岛素抵抗情况下,antilipolytic胰岛素对脂肪组织的影响是减少53]。在协会中,高PNPLA2 PRDX6的脂肪组织中基因表达水平^{- / -}老鼠可能部分解释TG水平的增加和肝脏脂质积累。此外,FFA释放脂肪组织直接穿过肝质膜扩散或通过CD36蛋白质的水平已被发现在肝脏增强PRDX6^{- / -}老鼠和非酒精性脂肪肝患者,其表达与肝脂质含量(54]。因此,肝脏脂质含量的增加在这些动物主要是由于增加脂质在肝脏的传入。胆固醇和VLDL PRDX6血药浓度增加^{- / -}老鼠和更高的ALT水平。这是在协议与纳什的存在和PRDX6肝脏脂质含量的增加^{- / -}老鼠导致肝脏代谢的改变和增强VLDL生产和分泌。一项研究[40)已经证明PRDX6在肝细胞损伤的保护作用,有可能因其强有力的表达在肝脏,PRDX6的差别,对这些报道后在肝脏捐助者与氧化应激相关的脑死亡引起的缺血和缺氧55]。最近,在协议与我们的发现,它已被证实在PRDX6转基因小鼠模型,对非酒精性脂肪肝进展PRDX6保护,保护线粒体完整性在回应HFD [56]。综上所述,这些研究结果表明,增加抗氧化酶的活性可能是一个新策略来减轻肝损伤在dysmetabolic条件下,如肥胖和2型糖尿病。

本研究的优点如下:小说PRDX6遗传模型的使用^{- / -}老鼠,明显长时间的随访在活的有机体内研究(24周),促炎HFD的使用,和详细的组织学和生化参数的测定。的主要限制承认这项研究是在所有基因敲除动物模型,其他意想不到的补偿或冗余的抗氧化和抗炎机制可能存在,很难评估他们的影响57]。

5。结论

总之,在目前的研究中,我们报告的直接作用PRDX6病态肥胖和肝脏疾病之间的联系的有毒的氧化应激和炎症过程的调制。更好的理解机制这个链接可能允许我们开发小说对代谢性疾病及其并发症的治疗策略,这可能直接影响而言,延长寿命,防止肥胖疾病。进一步的研究来阐明PRDX6的作用和代谢疾病,如肥胖和肝脏功能障碍,是必要的。

数据可用性

所有的数据和表中的数据用于支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者没有利益冲突的声明。

确认

这项工作已经由支持以下基础:2017,# 201793 xz5a_004,“immuno-inflammation代谢疗法:在寻找最好的策略来抵消2型糖尿病及其并发症”;基金会Umberto Di马里奥;克的研究项目、意大利航天局ASI N 2013 - 084 r0;伊芙琳·f·麦克奈特大脑研究基金会,神经学,迈阿密大学,迈阿密,佛罗里达州,美国;普林斯顿2015 # 2015373 z39_009”胰腺β细胞的身份、葡萄糖传感和胰岛素分泌的控制”;和基金会罗马——“糖尿病,再生和修复过程,和改善胰腺β细胞功能:骨骼marrow-mesenchymal干细胞的作用,小分子核糖核酸,M2巨噬细胞,和myeloid-derived抑制细胞。”

补充材料

实验流程图。在这项研究中,WT PRDX6^{- / -}和HFD老鼠。HFD饮食的24周后,我们执行(i)的葡萄糖稳态测量IPGTT ITT公司;(2)胰腺组织化学分析;(3)通过计算评价非酒精性脂肪肝的脂肪变性分数和FFA代谢;及(iv)实时PCR分析的主要基因参与脂质和糖代谢以及那些涉及炎症在肝脏,骨骼肌和脂肪组织。(补充材料)

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