Секреция цитокинов семейства ИЛ-10 ассоциирована с активностью компонентов аутофагии в висцеральной жировой ткани у больных с ожирением с и без сахарного диабета 2 типа

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Аутофагия необходима для поддержания клеточного гомеостаза и функционирования органов путем избирательного избавления клеток от потенциально токсичных белков, липидов и органелл. Нарушение гомеостаза аутофагических процессов связано с метаболическими нарушениями, такими как ожирение и сахарный диабет 2 типа. При ожирении нарушение аутофагии в жировой ткани и её воспаление способствует формированию сахарного диабета 2 типа.

Цель исследования: анализ экспрессии генов аутофагии в жировой ткани большого сальника и поиск их взаимосвязи с уровнями цитокинов семейства IL-10 в плазме крови у пациентов с ожирением в зависимости от наличия или отсутствия сахарного диабета 2 типа.

Исследованы образцы плазмы крови и висцеральной жировой ткани от 347 пациентов с ожирением с и без сахарным диабетом 2 типа: 33 условно здоровых донора (11 мужчин и 22 женщины, индекс массы тела 22,5 ± 2,5 кг/м2, средний возраст 39 ± 8 лет), 118 пациентов с ожирением без сахарного диабета 2 типа (30 мужчин и 88 женщин, индекс массы тела 41,8 ± 7,0 кг/м2, средний возраст 42 ± 10) и 196 пациентов с ожирением и сахарным диабетом 2 типа (41 мужчин и 155 женщин, индекс массы тела 45,1 ± 8,7 кг/м2, средний возраст 45 ± 9 лет). Проведен биохимический анализ крови пациентов. Уровень цитокинов детектировали методом проточной флуориметрии. Экспрессию генов определяли методом ПЦР в режиме реального времени, тканеспецифическую продукцию белков — методом иммуноблоттинга. Статистическая обработка результатов выполнена с использованием программы GraphPad Prism 9.0.0.

Уровни IL-10, IL-20 IL-22, IL-28А и IL-29 в плазме крови были повышены у больных с ожирением без сахарного диабета 2 типа по сравнению с больными с ожирением и сахарным диабетом 2 типа. У больных с ожирением и сахарным диабетом 2 типа уровень экспрессии генов SQSTM1_p62 и MAP1LC3B в жировой ткани большого сальника был повышен по сравнению с пациентами с ожирением, но без сахарного диабета 2 типа.

Высокие уровни IL-22 и IL-26 в плазме крови связаны с наличием сахарного диабета 2 типа. У больных без сахарного диабета 2 типа рост уровня IL-28А в плазме крови ассоциирован со снижением экспрессии генов аутофагии SQSTM1_p62 и MAP1LC3B в жировой ткани большого сальника.

Об авторах

Д. А. Шунькина

Балтийский федеральный университет им. И. Канта

Автор, ответственный за переписку.
Email: DariaSK@list.ru
Россия, Калининград

А. Я. Дахневич

Балтийский федеральный университет им. И. Канта

Email: DariaSK@list.ru
Россия, Калининград

А. А. Комар

Балтийский федеральный университет им. И. Канта

Email: DariaSK@list.ru
Россия, Калининград

М. А. Вульф

Балтийский федеральный университет им. И. Канта

Email: DariaSK@list.ru
Россия, Калининград

Е. О. Шунькин

Балтийский федеральный университет им. И. Канта

Email: DariaSK@list.ru
Россия, Калининград

Н. Д. Газатова

Балтийский федеральный университет им. И. Канта

Email: DariaSK@list.ru
Россия, Калининград

Е. В. Кириенкова

Балтийский федеральный университет им. И. Канта

Email: DariaSK@list.ru
Россия, Калининград

Н. М. Тодосенко

Балтийский федеральный университет им. И. Канта

Email: DariaSK@list.ru
Россия, Калининград

Ж. Л. Малахова

Балтийский федеральный университет им. И. Канта

Email: DariaSK@list.ru
Россия, Калининград

Л. С. Литвинова

Балтийский федеральный университет им. И. Канта

Email: DariaSK@list.ru
Россия, Калининград

Список литературы

  1. CDC. Causes and Consequences of Childhood Obesity [Internet]. Centers for Disease Control and Prevention. 2022 [cited 2022 Apr 17], https://www.cdc.gov/obesity/basics/causes.html.
  2. Zhang Y., Sowers J.R., Ren J. Targeting autophagy in obesity: from pathophysiology to management. Nat. Rev. Endocrinol. 2018; 14(6): 356–76.
  3. Tong L., Wang L., Yao S. et al. PPARδ attenuates hepatic steatosis through autophagy-mediated fatty acid oxidation. Cell Death Dis. 2019; 10(3): 1–14.
  4. Goldman S., Zhang Y., Jin S. Autophagy and adipogenesis Implications in obesity and type II diabetes. Autophagy 2010; 6(1): 179–81.
  5. Menikdiwela K.R., Ramalingam L., Rasha F. et al. Autophagy in metabolic syndrome: breaking the wheel by targeting the renin-angiotensin system. Cell Death Dis. 2020; 11(2): 1–17.
  6. Ferhat M., Funai K., Boudina S. Autophagy in Adipose Tissue Physiology and Pathophysiology. Antioxid. Redox Signal. 2019; 31(6): 487–501.
  7. Frisardi V., Matrone C., Street M.E. Metabolic Syndrome and Autophagy: Focus on HMGB1 Protein. Frontiers in Cell and Developmental Biology 2021 [cited 2022 May 19]; 9, https://www.frontiersin.org/article/10.3389/fcell.2021.654913.
  8. XuQ., Mariman E.C.M., Roumans N.J.T. et al. Adipose tissue autophagy related gene expression is associated with glucometabolic status in human obesity. Adipocyte 2018; 7(1): 12–9.
  9. Ndisang J.F., Vannacci A., Rastogi S. Insulin Resistance, Type 1 and Type 2 Diabetes, and Related Complications 2017. J. Diabetes Res. 2017; 2017: 1478294.
  10. Shunkina (Skuratovskaia) D., Komar A., Vulf M. et al. Tumor Necrosis Receptor Superfamily Interact with Fusion and Fission of Mitochondria of Adipose Tissue in Obese Patients without Type 2 Diabetes. Biomedicines 2021; 9(9): 1260.
  11. Donnelly R.P., Kotenko S.V. Interferon-lambda: a new addition to an old family. J. Interferon Cytokine Res. 2010; 30(8): 555–64.
  12. Commins S., Steinke J.W., Borish L. The extended IL-10 superfamily: IL-10, IL-19, IL-20, IL-22, IL-24, IL-26, IL-28, and IL-29. J. Allergy Clin. Immunol. 2008; 121(5): 1108–11.
  13. Maiorino M.I., Schisano B., Di Palo C. et al. Interleukin-20 circulating levels in obese women: effect of weight loss. Nutr. Metab. Cardiovasc. Dis. 2010; 20(3): 180–5.
  14. IL-20 is involved in obesity by modulation of adipogenesis and macrophage dysregulation: PubMed [cited 2022 Apr 9], https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34403503//.
  15. Hsu Y.H., Wu C.H., Chiu C.J. et al. IL-20 is involved in obesity by modulation of adipogenesis and macrophage dysregulation. Immunology 2021; 164(4): 817–33.
  16. Sabat R., Wolk K. Deciphering the role of interleukin-22 in metabolic alterations. Cell Biosci. 2015; 5: 68.
  17. Sivitz W.I., Yorek M.A. Mitochondrial dysfunction in diabetes: from molecular mechanisms to functional significance and therapeutic opportunities. Antioxid. Redox Signal. 2010; 12(4): 537–77.
  18. Frontiers | IL-26, a Cytokine With Roles in Extracellular DNA-Induced Inflammation and Microbial Defense | Immunology [cited 2022 Apr 17], https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2019.00204/full.
  19. Savchenko L., Mykytiuk M., Cinato M. et al. IL-26 in the induced sputum is associated with the level of systemic inflammation, lung functions and body weight in COPD patients. Int. J. Chron. Obstruct. Pulmon. Dis. 2018; 13: 2569–75.
  20. Ma Y., Li J., Peng Z. et al. IL28A protein homotetramer structure is required for autolysosomal degradation of HCV-NS5A in vitro. Cell Death Dis. 2020; 11(3): 1–14.
  21. Lin T.Y., Chiu C.J., Kuan C.H. et al. IL-29 promoted obesity-induced inflammation and insulin resistance. Cell. Mol. Immunol. 2020; 17(4): 369–79.
  22. Phosphorylation of ULK1 (hATG1) by AMP-activated protein kinase connects energy sensing to mitophagy: PubMed [cited 2022 Apr 17], Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21205641/.
  23. Dai W., Jiang L. Dysregulated Mitochondrial Dynamics and Metabolism in Obesity, Diabetes, and Cancer. Front. Endocrinol. (Lausanne) 2019; 10: 570.
  24. p62/SQSTM1 cooperates with Parkin for perinuclear clustering of depolarized mitochondria: PubMed [cited 2022 Apr 17], https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20604804/.
  25. Pickles S., Vigié P., Youle R.J. Mitophagy and Quality Control Mechanisms in Mitochondrial Maintenance. Current Biology 2018; 28(4): R170–85.
  26. Lechado Terradas A., Zittlau K.I., Macek B. et al. Regulation of mitochondrial cargo-selective autophagy by posttranslational modifications. Journal of Biological Chemistry 2021; 297(5): 101339.
  27. Jheng H.F., Tsai P.J., Guo S.M. et al. Mitochondrial fission contributes to mitochondrial dysfunction and insulin resistance in skeletal muscle. Mol. Cell. Biol. 2012; 32(2): 309–19.
  28. Akazawa Y., Nakao K. To die or not to die: death signaling in nonalcoholic fatty liver disease. J. Gastroenterol. 2018; 53(8): 893–906.
  29. Jung J.Y., Suh C.H. Incomplete clearance of apoptotic cells in systemic lupus erythematosus: pathogenic role and potential biomarker. Int. J. Rheum. Dis. 2015; 18(3):294–303.
  30. Mellor K.M., Bell J.R., Young M.J. et al. Myocardial autophagy activation and suppressed survival signaling is associated with insulin resistance in fructose-fed mice. J. Mol. Cell. Cardiol. 2011; 50(6): 1035–43.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Биохимические показатели крови у больных с ожирением с и без СД 2 типа. * — значимость p<0,05 определяли с использованием критерия Манна-Уитни для двух независимых выборок. Контрольная группа: n=33; группа больных с ожирением без СД 2 типа: n=118; группа больных с ожирением и СД 2 типа: n=196. Значения представлены в виде Me (Q1-Q3).

Скачать (89KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Корреляционный анализ взаимосвязи уровня цитокинов с биохимическими параметрами у всех больных с ожирением. Зеленые квадраты — положительная корреляция, синие квадраты — отрицательная корреляция, закрашенные квадраты — уровень значимости p<0,05, не закрашенные квадраты — уровень значимости p>0,05

Скачать (101KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Анализ тканеспецифической продукции генов SQSTM1_p62, MAP1LC3B и BCL2L у пациентов с ожирением с СД 2 типа и без него: А — экспрессия генов в жировой ткани БС, 1 — контрольная группа (n=15), 2 — группа больных ожирение без СД 2 типа (n=33), 3 — группа больных ожирение с СД 2 типа (n=41); Б — продукция одноименных белков: p62, LC3b, Bcl2 и BclXL, 1 — контрольная группа (n=8), 2 — группа больных ожирение без СД 2 типа (n=8), 3 — группа больных ожирение с СД 2 типа (n=8); B — пример изображения белкового анализа методом иммуноблоттинга, 1 — контрольная группа (n=8), 2 — группа больных ожирение без СД 2 типа (n=8), 3 — группа больных ожирение с СД 2 типа (n=8); * — значимость p<0,05 определяли с использованием критерия Манна-Уитни для двух независимых выборок. Значения представлены в виде Me (Q1-Q3).

Скачать (111KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Корреляционный анализ взаимосвязи уровня экспрессии генов аутофагии с ИМТ и уровнем IL-28А у всех больных с ожирением. Зеленые квадраты — положительная корреляция, синие квадраты — отрицательная корреляция, закрашенные квадраты — уровень значимости p<0,05, не закрашенные квадраты — уровень значимости p>0,05

Скачать (22KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2022

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».