Approche expérimentale pour examiner la signalisation de leptine dans les corps carotides et ses effets sur le contrôle de la respiration
Summary
Notre étude se concentre sur les effets de la signalisation de leptine dans le corps carotide (CB) sur la réponse ventilatoire hypoxique (HVR). Nous avons effectué des expériences de « perte de fonction » mesurant l’effet de la leptine sur le HVR après la dénervation CB et les expériences de « gain de fonction » mesurant le HVR après surexpression du récepteur de la leptine dans CB.
Abstract
Une hormone produite par l’adipocyte la leptine est un stimulant respiratoire puissant, qui peut jouer un rôle important dans la défense de la fonction respiratoire dans l’obésité. Les corps carotides (CB), un organe clé de la sensibilité hypoxique périphérique, expriment le long isoforme fonctionnel du récepteur de la leptine (LepRb) mais le rôle de la signalisation de lepin dans le contrôle de la respiration n’a pas été entièrement élucidé. Nous avons examiné la réponse ventilatoire hypoxique (HVR) (1) chez les souris C57BL/6J avant et après l’infusion de leptine à la ligne de base et après la dénervation de CB ; (2) dans LepRb-déficients obèses souris db/db à la ligne de base et après le lepRb surexpression dans les CBs. Dans les souris de C57BL/6J, le leptin a augmenté HVR et les effets de la leptine sur HVR ont été supprimés par la dénervation de CB. Chez les souris db/db, l’expression lepRb en CB a augmenté le HVR. Par conséquent, nous concluons que la leptine agit dans CB pour augmenter les réponses à l’hypoxie.
Introduction
Un adipocyte produit des actes d’hormone de leptine dans l’hypothalamus pour supprimer la prise de nourriture et augmenter le taux métabolique. Les études exécutées dans notre laboratoire1,2 et par d’autres investigateurs3,4 ont prouvé que le leptine augmente la réponse ventilatoire hypercapnique (HVR) empêchant l’hypoventilation d’obésité dans la leptine l’obésité déficiente. Cependant, une majorité d’individus obèses ont des niveaux élevés de leptine de plasma et démontrent la résistance aux effets métaboliques et respiratoires de l’hormone5,6,7,8. La résistance à la leptine est multifactorielle, mais la perméabilité limitée de la barrière hémato-encéphalique (BBB) à la leptine joue un rôle majeur. Nous proposons que la leptine agit au-dessous de BBB dans un organe clé de la sensibilité hypoxique périphérique, les corps carotides (CB), pour défendre la respiration dans les individus obèses. Les CB expriment le long isoforme fonctionnel du récepteur de lepin, LepRb, mais le rôle de CB dans les effets respiratoires de la leptine n’a pas été suffisamment élucidé9,10.
Le but de notre méthode était d’examiner l’effet de la signalisation de leptine dans le CB sur HVR. Notre justification était d’effectuer (a) la perte des expériences de fonction infusant la leptine chez les souris avec les corps carotides intacts et les corps carotides denervated suivis des mesures de HVR ; b) gain d’expériences fonctionnelles chez des souris db/db dépourvues de LepRb, dans lesquelles nous avons mesuré le HVR à la ligne de base et après l’expression de LepRb exclusivement en CB. L’avantage de nos techniques était que nous avons effectué toutes nos expériences chez des souris non anésiles non retenues pendant le sommeil et l’éveil. Les chercheurs précédents ont effectué leurs expériences sous anesthésie9 ou n’ont pas mesuré les effets de la leptine pendant le sommeil10. En outre, notre étude est la première à utiliser un gain unique de l’approche de fonction avec l’expression sélective de LepRb dans CB décrit ci-dessus.
Dans le contexte général, notre approche peut être généralisée à d’autres récepteurs exprimés dans CB et leur rôle dans la sensibilité hypoxique. Les investigateurs peuvent infuser un ligand à un récepteur d’intérêt et mesurer le HVR à la ligne de base et après la dénervation de CB. En tant qu’approche complémentaire, un récepteur d’intérêt peut être surexprimé dans les mesures CB et HVR peuvent être effectuées avant et après la surexpression en utilisant notre technologie décrite dans ce manuscrit.
Protocol
Representative Results
Discussion
L’objectif principal de notre étude était d’examiner les effets respiratoires de la signalisation de leptine dans le CB. Plusieurs protocoles ont été élaborés pour évaluer le rôle de la leptine d’une manière mécaniste. Tout d’abord, la contribution spécifique de CB au HVR a été analysée par la quantification soigneuse du HVR pendant les 2 premières min d’exposition hypoxique. Deuxièmement, la pertinence de cb dans la régulation de la leptine du contrôle de la respiration a été examinée par deux appro…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
R01HL138932, RO1HL133100, RO1HL128970, AHACDA34700025
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 |
Referências
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