경동맥에서 Leptin 신호 와 호흡 제어에 미치는 영향을 검사하는 실험적 접근 법
Summary
우리의 연구는 저산소 환기 반응 (HVR)에 경동맥 바디 (CB)에 있는 leptin 신호의 효력에 집중합니다. 우리는 CB 탈동 후 HVR에 렙틴의 효과를 측정하는 ‘기능 상실’ 실험과 CB에서 렙틴 수용체의 과발현 후 HVR을 측정하는 ‘기능의 이득’ 실험을 수행했습니다.
Abstract
지방세포 생성 호르몬 렙틴은 강력한 호흡기 자극제이며, 이는 비만에서 호흡기 기능을 방어하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다. 말초 저산소 감도의 핵심 기관인 경동맥 체(CB)는 렙틴 수용체(LepRb)의긴 기능적 이소폼을 발현하지만 호흡 조절에서 렙틴 신호의 역할은 완전히 해명되지 않았다. 우리는 저산소 환기 반응 (HVR) (1) C57BL/6J 마우스에서 기준선및 CB 탈동 후에 렙틴 주입 전후를 조사하였다; (2) LepRb-결핍비만 db/db 마우스에서 기준선 및 렙Rb 과발현 후 CB에서. C57BL/6J 마우스에서, 렙틴은 HVR을 증가시키고 HVR에 렙틴의 효과는 CB 탈동에 의해 폐지되었다. db/db 마우스에서, CB에서의 LepRb 발현은 HVR을 증강시켰다. 따라서, 우리는 leptin 저산소증에 대한 응답을 보강하기 위해 CB에서 작용한다는 결론을 내립니다.
Introduction
지방세포 생산 호르몬 렙틴 은 음식 섭취를 억제하고 신진 대사 속도를 증가시상 하부에서 작용한다. 우리의 실험실에서 수행 된 연구1,2 및 다른 조사자 에 의해3,4 렙틴은 렙틴에서 비만 저환기를 방지 (HVR) 하이퍼 카피성 환기 반응을 증가 것으로 나타났다 부족한 비만. 그러나, 비만 인의 대다수는 높은 혈장 렙틴 수준을 가지고호르몬5,6,7,8의대사 및 호흡 효과에 대한 저항성을 입증한다. 렙틴에 대한 저항성은 다인성이지만, 렙틴에 대한 혈액-뇌 장벽(BBB)의 제한된 투과성은 중요한 역할을 한다. 우리는 leptin가 비만 개별에 있는 호흡을 방어하기 위하여 말초 저산소 감도, 경동맥 바디 (CB)의 중요한 기관에서 BBB 의 밑에 작동한다는 것을 건의합니다. CB는 렙틴 수용체, 렙Rb의긴 기능성 이소폼을 발현하지만 렙틴의 호흡 효과에 대한 CB의 역할은 충분히 해명되지 않았다9,10.
우리의 방법의 목표는 HVR에 CB에 렙틴 신호의 효과를 검사하는 것이었습니다. 우리의 근거는 (a) 손상되지 않은 경동맥 바디와 hVR 측정에 선행된 denervated 경동맥 바디를 가진 마우스에 렙틴을 주입하는 기능 실험의 손실을 능력을 발휘하는 것이었습니다; (b) LepRb가결여된 db/db 마우스에서의 함수 실험의 이득은, 기준선에서 그리고 CB에서만 LepRb의 발현 후에 HVR을 측정하였다. 우리의 기술의 장점은 우리가 수면과 깨어있는 동안 억제되지 않은 unaneded 마우스에서 우리의 모든 실험을 수행했다는 것입니다. 이전 조사자는 마취하에 그들의 실험을수행하거나 수면 중 렙틴의 효과를 측정하지 않았다10. 또한, 당사의 연구는 전술한 CB에서 선택적 LepRb 발현을 통한 기능 접근법의 독특한 이득을 최초로 활용한다.
넓은 맥락에서, 우리의 접근은 저산소 감도에 있는 CB 그리고 그들의 역할에 표현된 그밖 수용체에 일반화될 수 있습니다. 조사자는 관심있는 수용체에 리간드를 주입하고 기준선및 CB 탈동 후에 HVR을 측정할 수 있다. 상보적 접근법으로서, 관심 있는 수용체는 CB에서 과발현될 수 있고 HVR 측정은 이 원고에 기술된 우리의 기술을 사용하여 과발현 전후에 수행될 수 있다.
Protocol
Representative Results
Discussion
우리의 연구의 주요 초점은 CB에 있는 렙틴 신호의 호흡 효력을 검토하기 위한 것이었습니다. 기계론적 방식으로 렙틴의 역할을 평가하기 위해 몇 가지 프로토콜이 개발되었습니다. 첫째, HVR에 대한 CB의 구체적인 기여는 저산소 노출의 처음 2분 동안 HVR의 신중한 정량화에 의해 분석되었다. 둘째, 렙틴 중재 된 호흡 조절에서 CB의 관련성은 두 가지 상호 보완적 인 접근법에 의해 조사되었습니다. ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
R01HL138932, RO1HL133100, RO1HL128970, AHACDA347000025
Materials
| 1ml Insulin Syringes | BD Biosciences | 309311 | |
| 1x PBS (pH 7.4) | Gibco | 10010-023 | 500 ml |
| Ad-Lacz | Dr. Christopher Rhodes (University of Chicago) | 1×1010 pfu/ml | |
| Ad-LepRb-GFP | Vector Biolabs | ADV-263380 | 2-5×1010 pfu/ml |
| Anesthetic cart | Atlantic Biomedical | ||
| Betadine | Purdue Products Ltd. | 12496-0757-5 | |
| Buprenorphine (Buprenex) | Reckitt Benckiser Healthcare Ltd. | 12496-0757-5 | 0.3mg/ml |
| C57Bl/6J | Jackson laboratory | 000664 | Mice Strain |
| Cotton Gauze Sponges | Fisherbrand | 22-362-178 | |
| db/db | Jackson laboratory | 000697 | Mice Strain |
| Ethanol | Pharmco-AAPER | 111000200 | |
| Isoflurane | Vetone | 502017 | |
| Lab Chart | Data Science International (DSI) | Software | |
| Matrigel Matrix | BD Biosciences | 356234 | |
| Micro Spring Scissors | World Precision Instruments (WPI) | 14124 | |
| Mouse Ox Plus | STARR Life Sciences Corp. | Software | |
| Mouse Ox Plus Collar Sensor | STARR Life Sciences Corp. | 015022-2 | Medium Collar Clip Special 7” |
| Mouse Whole Body Plethysmography Chamber | Data Science International (DSI) | PLY3211 | |
| Ohio Care Plus Incubator | Ohmeda | HCHD000173 | |
| Operating Scissors | World Precision Instruments (WPI) | 501753-G | Straight |
| Osmotic Pump | Alzet | 1003D | 1ul per hour, 3 days |
| Phenol | Sigma-Aldrich | P4557 | |
| Recombinant Mouse Leptin protein | R&D systems | 498-OB-05M | 5mg |
| Saline | RICCA Chemical | 7210-16 | 0.9% Sodium Chloride |
| Sterile Surgical Suture | DemeTech | DT-639-1 | Silk, size 6-0 |
| Thermometer | Innovative Calibration Solutions (INNOCAL) | EW 20250-91 |
References
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