Deficitul de caspază-2 îmbunătățește utilizarea carbohidraților în tot corpul și previne obezitatea

îmbunătățește

  • Subiecte
  • Abstract
  • Principal
  • Rezultate
  • deficit în caspase-2 schimbă consumul de combustibil în tot corpul către oxidarea crescută a carbohidraților
  • deficit în caspase-2 protejează împotriva obezității, hiperlipidemiei, afecțiunilor hepatice grase și rezistenței la insulină indusă de HFD
  • Modificările consumului de combustibil pentru întregul corp sunt reținute la șoareci Casp2-/- alimentat la HFD
  • Insuficiența metabolismului ficatului și a mușchilor scheletici nu afectează alegerea combustibilului în Mouse Casp2-/-
  • Casp2-/- șoarecii nu prezintă modificări în expresia genelor asociate cu rezistența la insulină în gWAT
  • Casp2-/- șoarecii au redus moartea celulelor grase albe indusă de HFD
  • Deficitul de caspază-2 crește rumenirea indusă de HFD a gWAT
  • Discuţie
  • Materiale și metode
  • Studii pe animale
  • Fenotipare metabolică
  • Biochimie tisulară și serică
  • IPGTT, IPITT și rezistență la insulină
  • Analiza compoziției corpului RMN
  • QPCR în timp real
  • Imunoblot
  • Histologie și TUNEL
  • analize statistice
  • Informatii suplimentare
  • Fișiere PDF
  • Informatii suplimentare
  • Cifre suplimentare
  • Fișiere Excel
  • Figura suplimentară Legende și tabel

Subiecte

  • Metabolismul energetic
  • Homeostazie
  • Hidrolaze
  • Obezitatea

Abstract

Principal

În acest studiu, am efectuat monitorizarea metabolică cu calorimetrie indirectă și dietă bogată în grăsimi (HFD) (60% kJ grăsime) pentru a investiga în continuare rolul in vivo al caspazei-2 în metabolism. Arătăm că deficitul de caspază-2 protejează împotriva dezvoltării obezității, NAFLD și rezistenței la insulină indusă de HFD. Datele noastre indică faptul că caspaza-2 este un regulator important al homeostaziei glucozei și al metabolismului energetic bazal și că joacă un rol în modularea biologiei adipocitelor și a expansiunii grăsimilor.

Rezultate

Deficitul de caspază-2 schimbă consumul de combustibil în tot corpul către oxidarea crescută a carbohidraților

Pentru a investiga în continuare rolul caspazei-2 în metabolism, am evaluat fenotipul metabolic al șoarecilor tineri Casp2 -/-. La vârsta de 4 săptămâni (1 săptămână după înțărcare), șoarecii Casp2 -/- și controalele de tip sălbatic (WT) hrănite cu o dietă standard de laborator (SLD; 18% kJ din grăsime) au prezentat o greutate corporală, nutriție adecvată, mișcare și cheltuielile de energie și comportamentul alimentar (Figura 1a, Figura suplimentară S1). Calorimetria indirectă a relevat o creștere semnificativă a producției de VCO 2 (Figura 1c) la șoarecii Casp2 -/-, dar consumul de VO 2 a fost comparabil cu cel al șoarecilor WT (Figura 1b). Coeficientul respirator (RQ), care reprezintă utilizarea carbohidraților sau a grăsimilor pentru combustibil, a fost semnificativ mai mare la șoarecii Casp2 -/- (Figura 1d). Acest lucru indică faptul că deficitul de caspază-2 duce la o schimbare a consumului de combustibil pentru tot corpul către o oxidare crescută a carbohidraților.

Analiza expresiei genice a țesutului hepatic al șoarecilor WT și Casp2 -/- hrăniți cu SLD și HFD. Expresia genelor despre care se știe că este implicată în ficatul gras a fost identificată ca fiind semnificativ modificată (schimbare de ori în comparație cu șoarecii WT hrăniți cu SLD> 1, 2 și P -/- comparativ cu martorii WT, măsurați prin testul de toleranță la glucoză intraperitoneală (IPGTT) și testul de toleranță la insulină (IPITT) (Figurile 2i și j). După 12 săptămâni (17 săptămâni), zahărul din sânge în post a fost semnificativ mai scăzut la Casp2 - șoareci/- SLD și HFD hrăniți (Figura 2k) Acest lucru părea să fie independent de insulină, deoarece nivelurile de insulină plasmatică în repaus nu au diferit între șoarecii WT hrăniți SLD și șoarecii Casp2 -/- (Figura 2k). valoarea rezistenței. 'insulină (HOMA-IR) (Figura 2k).

Împreună, aceste rezultate indică faptul că caspaza-2 este implicată în menținerea dimensiunii, funcției și homeostaziei glucozei a adipocitelor și că deficitul de caspază-2 poate îmbunătăți funcția grăsimilor și proteja împotriva obezității., NAFLD și ficatul gras induse de HFD. În plus, datele indică faptul că fenotipul șoarecilor Casp2 -/- hrăniți cu HFD nu a rezultat din stocarea insuficientă a lipidelor, ci din utilizarea alterată a lipidelor și/sau metabolismul în adipocite.

Schimbările de utilizare a combustibilului din întregul corp au fost reținute la șoarecii Casp2 -/- alimentați cu HFD

Utilizarea crescută a carbohidraților este menținută la șoarecii Casp2 -/- hrăniți SLD sau HFD. Monitorizarea metabolică prin calorimetrie indirectă a fost efectuată la șoareci WT și Casp2 -/- de 13 săptămâni după 8 săptămâni de hrănire ad libitum cu SLD sau HFD. ( la ) Greutatea corporală, aportul zilnic total de alimente, activitatea (mișcarea) și cheltuielile de energie (EE). ( ) Consumul VO 2 ( vs. ) Producția de VCO 2 și ( d ) Determinarea RQ pe o perioadă de 24 de ore cu cicluri de lumină-întuneric de 12 ore. Valorile sunt medii ± SD (grafice cu bare) și medii ± SEM (grafice dispersate) (n = 10-12 per grup). S-au făcut comparații perechi între dieta fiecărui genotip (efectul dietei) și între genotipul fiecărui grup de alimente (efectul genotipului). Semnificația statistică indicată de * P # P -/-

Analiza expresiei genetice a țesutului muscular scheletic al șoarecilor WT și Casp2 -/- hrăniți cu SLD și HFD. ( la ) Exprimarea genelor implicate în metabolismul glucozei/glicogenului identificate ca fiind semnificativ modificate de dietă sau genotip, măsurată printr-o matrice qPCR pe 84 de gene ale metabolismului glucozei. Valorile sunt modificările medii ale diferențelor semnificative (testul t, n = 3-4 pentru fiecare grup, SLD sau HFD alimentat cu P -/- timp de 12 săptămâni. ( d ) qPCR utilizat pentru a măsura expresia genelor implicate în absorbția și oxidarea acizilor grași (n = 5-6 per grup). Valorile sunt medii ± SD Semnificația statistică arătată ca șoarecii * P -/- nu prezintă modificări ale expresiei genelor asociate cu rezistența la insulină în gWAT