елементи

абстрактно

Мутациите на протеинови алфа-синуклеин (SNCA) са свързани с болестта на Паркинсон. Наскоро съобщихме, че немутираните SNCA повишават усвояването на глюкоза по пътя Gab1-PI3 киназа-Akt и изясняват нейните ефекти върху регулирането на глюкозата. Тук изследвахме връзката на SNCA с инсулинова резистентност (IR), състояние, характеризиращо се с намалено усвояване на глюкоза в тъканите. Нашите наблюдения включват наблюдения от популационно проучване, както и модел на мишка с дефицит на SNCA, който преди не е бил характеризиран в IR сценария. При 1152 пациенти установихме, че серумните нива на SNCA са индиректно корелирани с индикатори IR - индекс на телесна маса, оценка на хомеостатичния модел за IR (HOMA-IR) и имунореактивен инсулин (IRI) - и в по-малка степен с кръвното налягане и възрастта. което, SNCA-дефицитни мишки показаха промени в отговорите на глюкозата и инсулина по време на индуциран от диетата IR. В допълнение, по време на оценката на евгликемични скоби, нокаутираните мишки SNCA, хранени с диета с високо съдържание на мазнини (HFD), показаха тежък IR в мастната тъкан и скелетните мускули. Тези констатации дават нова представа за IR и диабета и сочат SNCA като потенциален кандидат за по-нататъшни изследвания.

Метаболитният синдром е едно от най-честите открития в клиниката и засяга милиони пациенти по целия свят, което води до значителна тежест върху здравните системи по света 1, 2, 3. Този синдром се характеризира с наличието на няколко рискови фактора и състояния, които могат да причинят метаболитни нарушения, включително хипертония, захарен диабет тип 2, затлъстяване и дислипидемия 4. Едно от тези състояния е инсулиновата резистентност (IR), което може да доведе до захарен диабет тип 2. .

Подробният механизъм на IR все още не е изяснен. Допринасящите хипотези включват цитотоксичните ефекти на палмитат в периферните тъкани 5, зависима от Toll-4 рецепторна активация на NF-кВ, гликемично увреждане 7 и митохондриална дисфункция 8. Първият предполагаем фактор, допринасящ (палмитат), привлича най-много внимание от изследователите, което води до нови терапии като G-протеинов рецептор (GPCR), насочени към терапии (т.е. GPR-40 агонисти) 9 .

Алфа-синуклеинът (SNCA) е протеин, богат на неврони и хемопоетични тъкани и присъства в серума 10, 11, 12, 13, 14, 15. SNCA изглежда функционира в някои от горепосочените механизми, лежащи в основата на IR. SNCA взаимодейства с липиди, като палмитат, като транспортер на 16 свободни киселинно свързващи протеини (FABP), предотвратява експресията на глиоксалаза I и увреждането на гликацията в невроналните клетки 17 и има много екстрацеребрални функции. SNCA напоследък се свързва с регулирането на глюкозата, както и с отрицателната секреция на инсулин чрез модулация на К-каналите в бета-клетките на панкреаса 18. Последното показва, че SNCA може да играе роля за намаляване на хиперинсулинемията, която се наблюдава при състояния като IR. По-рано сме описали и функцията на SNCA в метаболизма на глюкозата in vitro и in vivo чрез хетеродимерен рецептор, свързан с G-протеин липофосфатидна киселина (LPAR2) - CD90 19; обаче как SNCA влияе върху инсулина не е ясно. Този въпрос е предмет на нашето разследване.

Интересното е, че наблюдавахме неотчитан досега SNCA профил, свързан с IR, както при хора, така и при гризачи.

резултатът

Серумни SNCA и IR при хора

Мишките SNCAKO показват нарушен метаболизъм на глюкозата по време на диета, предизвикана от IR диета

научни

а) Индекс на оценка на хомеостатичния модел на инсулинова резистентност (HOMA IR) при WT и SNCAKO мишки след 5 седмици HFD. n = 10, всяка група. * Р

При хората серумните нива на SNCA и HOMA-IR или IRI са в значителна и силна корелация. Ниските серумни нива на SNCA ясно показват по-високи серумни нива на HOMA-IR и инсулин, в съответствие с профила на метаболизма на глюкозата при нокаутираните мишки на SNCA. Интересното е, че те също корелират DBP, BMI и възрастта (лека корелация); това може да означава, че SNCA взаимодейства с други рискови фактори за метаболитно заболяване заедно с HOMA-IR и IRI при хората. Тези взаимодействия на SNCA с условия, различни от HOMA-IR и IRI, изискват допълнителни изследвания и ще бъдат обект на бъдещи изследвания от нашия изследователски екип.

Ограниченията на нашето проучване на популацията включват неговия дизайн на напречно сечение. Перспективен подход ще ни позволи да разберем по-добре връзката между причинно-следствената връзка и серумния SNCA във времето, както и граничните стойности за нормалните серумни нива на SNCA. Освен това, тъй като това проучване включва само пациенти с японски произход, нашите констатации не могат да бъдат обобщени за други етнически групи. Необходимо е допълнително проучване при пациенти с метаболитно заболяване или диабет тип 2, за да се оцени възможната връзка между серумен SNCA и тежестта на заболяването или усложненията.

Силните страни на нашето проучване включват голяма популация, широк спектър от клинични характеристики на пациентите, здравни специалисти с богат опит с предишни паралелни клинични проучвания в проекта Tanno и Subetsu, цялостен дизайн (човешки и in vivo подходи) и стабилен статистически анализ .,

Понастоящем тесният терапевтичен арсен срещу IR е основно предизвикателство за лекарите за намаляване на риска от развитие на IR и/или диабет тип 2, при който отговорът на тъканния инсулин е силно ограничен. Като такъв, SNCA може да осигури нови пътища за нови терапевтични средства при IR и диабет.

Материали и методи

материали

Използвахме рекомбинантен SNCA (Atgen, Южна Корея) и инсулин (Humulin-R100, Lilly, Япония). Anti-BSA (албумин) е закупен от Upstate Biotechnology (САЩ); всички други антитела са закупени от Cell Signaling (САЩ).

Човешко изследване

Процедури за животни

Експериментите са одобрени от Комитета по етика за експерименти с животни към Медицинския университет към Университета в Осака, Висше медицинско училище. Всички експерименти in vivo бяха проведени в съответствие с разпоредбите за животинските съоръжения в университета в Осака. Използвахме мишки със същото телесно тегло за групови сравнения. Серумният инсулин (Morinaga, Япония), глюкагонът (R&D, САЩ) и кортизолът (Cayman Chemical Company, САЩ) са количествено определени чрез ELISA.

методи

имуноблотинг

Пробите се обработват чрез SDS-PAGE и се прехвърлят в PVDF мембрани. След това мембраните бяха блокирани в 5% обезмаслено мляко и инкубирани със съответните им антитела. Оценихме хемилуминесценцията, използвайки Image Quant LAS4000 mini (GE, САЩ).

Интраперитонеален тест за глюкоза и инсулинов толеранс (ipGTT и ipITT)

След 5 седмици излагане на HFD 32 и след 8 часа на гладно, мишките се инжектират с глюкоза (2 g/kg) или инсулин (0,8 IU/kg). Кръвните проби бяха извлечени на 0, 15, 30, 60, 90 и 120 минути.

Глюкозна скоба

След сърдечна катетеризация и привикване на мишки, мишките бяха на гладно в продължение на 5 до 6 часа. След това, при евгликемични условия, WT и SNCAKO мишки бяха оценени с помощта на радиомаркирани индикатори. Вземането на кръв и тъкани се извършва, както е описано по-горе (вж. Допълнителни материали) 33, 34 .

Статистически анализ

Данните за хора бяха анализирани с помощта на IBM SPSS Statistics 19. Използвахме Stat View v5.0 както за in vivo, така и за in vitro данни. Представихме данните като средно ± sd. За статистическа значимост използвахме t-тест на Student и ANOVA.

Повече информация

Как да цитирам тази статия: Rodriguez-Araujo, G. et al. Ниските нива на алфа-синуклеин в кръвта са свързани с инсулинова резистентност. Sci. Представител. 5, 12081; doi: 10.1038/srep12081 (2015).

Допълнителна информация

PDF файлове

Допълнителна информация

Коментари

Изпращайки коментар, вие се съгласявате да спазвате нашите Общи условия и насоки на общността. Ако смятате, че това е обидно действие, което не отговаря на нашите условия или насоки, моля, сигнализирайте за неподходящо.