Dyabolik. 2017; KOUMAN POU (NAN): KIJAN – NAN.
Pibliye sou entènèt 2017 Me 20. doi: 10.1007/s00125-017-4305-4
PMCID: PMC5491592
1Abstrè
Objektif / ipotèz
Siplemantè nan grès dyetetik lakòz obezite nan imen ak wonjè. Dènye etid nan imen ak wonjè yo te demontre ke aksidan grès pataje yon mekanis komen ak dejwe nan alkòl, nikotin ak dwòg an tèm de yon malfonksyònman nan sistèm rekonpans nan sèvo. Li te make ke yon rejim alimantè ki gen anpil grès (HFD) diminye dopamine D2 reseptè (D2R) siyal nan striatum a, yon regilatè pivotal nan sistèm nan rekonpans nan sèvo, sa ki lakòz edonica twòp. Nou te deja rapòte ke diri diri espesifik biyoaktif γ-oryzanol la eleman diminye preferans pou yon HFD atravè kontwòl ipotalamik. Se poutèt sa nou eksplore posibilite ke γ-oryzanol ta modile fonksyone nan sistèm nan rekonpans nan sèvo nan sourit yo.
Metòd
Sourit C57BL / 6J Gason manje yon HFD te oralman trete yo ak γ-oryzanol, ak nivo striatal nan molekil ki enplike nan D2R siyal te evalye. Te enpak la nan γ-oryzanol sou metilasyon ADN nan pwomotè a D2R ak chanjman ki vin apre nan preferans pou grès dyetetik. Anplis de sa, efè 5-aza-2′-deoxycytidine, yon pisan inibitè nan ADN methyltransferases (DNMTs), sou preferans manje, D2R siyal ak nivo nan DNMTs nan striatum la yo te envestige. Efè inhibitions de γ-oryzanol sou aktivite DNMTs te enzymatically evalye nan vitro.
rezilta
Nan striatum soti nan sourit manje yon HFD, pwodiksyon an nan D2Rs te diminye via yon ogmantasyon nan metilasyon ADN nan rejyon an pwomotè nan D2R la. Oral administrasyon nan γ-oryzanol diminye ekspresyon an ak aktivite nan DNMTs, kidonk restore nivo a D2Rs nan striatum la. Farmakolojik anpèchman nan DNMTs pa 5-aza-2′-deoxycytidine tou amelyore preferans a pou grès dyetetik. Konfòmite ak sa yo jwenn, anzimatik an analiz vitro demontre ke γ-oryzanol inibit aktivite a nan DNMTs.
Konklizyon / entèpretasyon
Nou demontre ke γ-oryzanol amelyore HFD-induit ADHpermethylation nan rejyon pwomotè a D2R nan striatum nan sourit yo. Paradigm eksperimantal nou yo mete aksan sou γ-oryzanol kòm yon sibstans ki sou pwomèt antiobesite ak pwopriyete a distenk pou yo te yon roman modulateur epigenetic.
Materyèl siplemantè elektwonik
Vèsyon sou entènèt la nan atik sa a (doi: 10.1007 / s00125-017-4305-4) gen kanmarad-revize men materyèl siplemantè revize, ki se disponib nan itilizatè otorize.
entwodiksyon
Manje twòp nan moun ki obèz pataje, omwen an pati, mekanism komen ak dejwe nan alkòl, nikotin ak dwòg [1]. Kòm byen ke règleman an apeti ipotalamik ak ormon, sistèm rekonpans nan sèvo, an patikilye reseptè Dopamine siyal, se pre relasyon ak depandans oswa konpòtman manje hedonic [...2]. Yon etid anvan nan rat te montre ke knockdown nan dopaminen striatal D2 reseptè a (D2R) pa lentivirus medyatè-kout van tèt entèfere rapidman pwovoke defisi adiksyon ki tankou rekonpans ak fòse-tankou kap chèche manje [3]. Poutèt dansite D2R redwi a, striatom dorsal la mwens reponn a rekonpans manje a konpare ak gwoup mèg kontwòl nan moun ki gen obèz ak rat yo [...]3-5]. An akò avèk nosyon sa a, TaqIA Allele nan la ANKK1 locus jèn (kodaj DRD2 / ankyrin repete ak kinaz domèn ki gen 1), ki diminye striatal D2R pwodiksyon, ki asosye avèk yon fenotip obèz nan imen [...6], pandan efè yo nan pèdi pwa apre operasyon bariyatik yo asosye avèk elve striatal D2R ki wo [...7]. Done sa yo fòtman sijere enpòtans ki genyen nan striatal D2R kòm yon roman sib ki ka geri ou pou tretman nan obezite. Sepandan, kèk medikaman ki te devlope ki te aji sou sistèm nan rekonpans nan sè a te lakòz efè negatif konsiderab, ki gen ladan pwoblèm sikyatrik grav, sa ki lakòz retrè evantyèlman yo nan klinik [...8].
Modifikasyon epigenetik yo kritik pa sèlman pou devlopman ak diferansyasyon, men tou paske yo leve kòm yon rezilta nan chanjman nan anviwònman an, ki gen ladan nan rejim alimantè ak fòm ...9]. Metilasyon ADN se yon evènman epigenetik prensipal pou estabilite ekspresyon jèn [...]9]. Nan rat, matènèl ekspoze nan yon rejim alimantè ki gen anpil grès (HFD) jenerasyon modifye metilasyon ADN nan sistèm nan rekonpans santral nan pitit yo, ki mennen ale nan surkonsomasyon nan HFD pa pups yo [...10]. An patikilye, ADN methyltransferases (DNMT) jwe wòl enpòtan nan règleman tou de konpòtman manje ak aktivite fizik [10, 11], ki sijere ke DNMT yo ka pwomèt objektif ki ka geri ou pou terapi nan sendwòm obezite-dyabèt. Enpòtan, kèk sibstans ki sou natirèl manje ki sòti, ki gen ladan caffeic asid ak epigallocatechin, yo konnen ki aji kòm inhibiteurs DNMT [...12, 13].
Dènyèman, nou montre ke eleman biyoaktif, diri mawon espesifik γ-oryzanol, yon melanj asè ferulik ak plizyè fitosterol yo, diminye preferans pou grès dyetetik via yon diminisyon nan estrès ipotalamik retikul (ER)14]. Nan sourit yo ak lapen, oralman administre γ-oryzanol te rapidman absòbe nan trip la ak distribye sitou nan sèvo a [...15, 16]. Lè w pran rezilta sa yo ansanm, pwodwi natirèl ki sòti nan manje ki aji sou sistèm nève santral la kapab yon altènativ pou amelyore konpòtman manje ki gen pwoblèm nan obezite. Nan kontèks sa a, nou teste ipotèz la ki γ-oryzanol ta chanje estati metilasyon ADN nan sistèm nan rekonpans nan sèvo, sa ki lakòz yon diminisyon nan preferans la pou yon HFD nan sourit yo.
Metòd
bèt
Sèt-semèn-sourit gason C57BL / 6J jwenn nan Charles River laboratwa Japon (Kanagawa, Japon) yo te loje (3-4 pou chak kaj) nan kondisyon espesifik-patojèn-gratis nan 24 ° C anba yon 12 h / 12 h limyè / sik nwa. Apre yon semèn nan aklimatasyon, sourit 8-semèn-fin vye granmoun yo te pwa-matche ak divize an de oswa twa gwoup yo sibi chak eksperyans. Sourit yo te pèmèt aksè gratis nan manje ak dlo. Tout eksperyans bèt yo te apwouve pa Komite Etik Eksperyans Animal nan Inivèsite Ryukyus la (Nos 5352, 5718 ak 5943).
Administrasyon γ-oryzanol ak 5-aza-2′-deoxycytidine
Pou evalye preferans pou HFD a, γ-oryzanol (Wako Pure Chemical Industries, Osaka, Japon) te administre nan 8-semèn-fin vye granmoun sourit pa gavage pandan tès la chwa manje jan yo te dekri deja [14, 17]. Pou eksperyans yo lòt, yon HFD (D12079B; Rechèch Rejim, New Brunswick, NJ, USA) ki gen 0.4% γ-oryzanol te fabrike kòm granules. Eleman ki nan rejim alimantè a yo montre nan materyèl elektwonik siplemantè (ESM) Table 1. Apre 12 semèn nan manje, tisi yo te ranmase nan striat la ak ipotalamus. Konsomasyon chak jou nan γ-oryzanol, estime soti nan konsomasyon manje vle di nan sourit yo, te apeprè 320 μg / g pwa kò. Dòz yo nan γ-oryzanol yo te detèmine jan sa deja dekri [14]. 5-aza-2'-deoxycytidine (5-aza-dC; Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA) te intraperitoneally sou fòm piki (0.25 μg / g pwa kò) twa fwa yon semèn pou 12 semèn [18].
Estimasyon de preferans pou grès dyetetik
Pou evalye preferans pou grès dyetetik, tès manje yo bay yon chwa ant chow ak HFD (D12450B ak D12451; Rechèch Rejim) jan yo te dekri anvan [14]. Eleman ki nan rejim alimantè yo montre nan ESM Table 1. Yon ti tan, sourit yo te pèmèt aksè gratis nan chow ak HFD. Konsomasyon nan chow ak HFD yo te mezire chak semèn epi analize pou chanjman nan preferans pou grès dyetetik. HFD preferans te kalkile dapre fòmil la: HFD preferans = [(konsomasyon HFD / total konsomasyon manje) × 100].
Sekans Bisilit pou metilasyon ADN
ADN te pirifye lè l sèvi avèk yon Twous DNeasy san ak tisi (QIAGEN, Tokyo, Japon). Te solisyon an ADN melanje ak frèch prepare 3 mol / l NaOH, enkubat a 37 ° C pou 15 min epi ajoute nan 5.3 mol / l ureea, 1.7 mol / l bisulfit sodyòm ak 4.9 mmol / l idrokinon. Te solisyon an sibi 15 sik nan denaturasyon nan 95 ° C pou 30 s ak enkubasyon a 50 ° C pou 15 min [19]. ADN trete bisulfit la te pirifye lè l sèvi avèk Twous pou pirifye MinElute PCR (QIAGEN) ak anplifye pa PCR lè l sèvi avèk yon KAPA ifi HotStart Uracil + ReadyMix Twous PCR (KAPA Biosystems, Woburn, MA, USA) ak prime alantou sit la CpG nan rejyon pwomotè a nan D2R . Sekans yo Jadendanfan yo te jan sa a: devan Jadendanfan, 5′-GTAAGAATTGGTTGGTTGGAGTTAAAA-3 ′; envès Jadendanfan, 5′-ACCCTACCCTCTAAAACCACAACTAC-3 ′. Next, sekans yo adaptè yo te ajoute ak netwaye lè l sèvi avèk Agencourt AMPure XP (Beckman Coulter, Brea, CA, USA). Samples Lè sa a, yo te pisin ak chaje sou yon Junior GS (Roche Diagnostics, Tokyo, Japon) pou sekans dapre pwotokòl manifakti a. Nivo metilasyon an te eksprime kòm pousantaj nan sitozin methylated nan tout résidus cytosines.
Assay aktivite DNMT
Tès DNMT aktivite enzimatik la te fè lè l sèvi avèk Twous EpiQuik DNA Methyltransferase Activity / Inhibition Assay Kit (Epigentek Group, Brooklyn, NY, USA) ak EPIgeneous Methyltransferase kit twous (Cisbio Japon, Chiba, Japon) dapre pwotokòl manifakti a.
Pou evalye aktivite inhibition nan chak konpoze sou metilasyon ADN, fòmasyon nan S-adenosyl-l-homocysteine (SAH) te mezire nan prezans chak konpoze (20 μmol / l pou tès depistaj), S-adenosyl metyonin (SAM; 10 μmol / l) ak DNMT substra (4 ng / μl) a 37 ° C pou 90 min. Pou evalye sinetik Michaelis-Menten, DNMT1 (20 μmol / l) te enkubate ak γ-oryzanol, SAM (5 μmol / l) ak konsantrasyon ki endike nan poly dI-dC a 37 ° C pou 90 min. DNMT3a (100 μmol / l) ak DNMT3b (100 μmol / l) yo te enkubate ak γ-oryzanol, SAM (5 μmol / l) ak konsantrasyon ki endike nan poly dG · dC nan 37 ° C pou 120 min. Esè yo te fèt nan kat fwa. Ekstrè pwoteyin (0.75 mg / ml) te enkubate ak SAM (5 μmol / l), poly dI-dC (5 μg / ml), ak poly dG · dC (5 μg / ml) nan 40 ° C pou 120 min, ak Fòmasyon SAH te mezire.
Estwojèn ki gen rapò ak reseptè-γ aktivite tès
Aktivite antagonik potansyèl de γ-oryzanol sou estwojèn ki gen rapò ak reseptè-γ (ERRγ) te evalye lè l sèvi avèk imen estwojèn ki gen rapò ak reseptè Gamma Rapò Rapò Sistèm (INDIGO Bioscience, State College, PA, USA) dapre pwotokòl manifakti a. Yon ti tan, ki pa imen selil repòtè mamifè konstityèlman eksprime aktif ERRγ yo te ekspoze a konsantrasyon ki endike nan chak konpoze pou 24 h nan triplikate.
Lwès blotting
Sa a te fèt jan sa dekri deja [20] ak antikò kont D2R (1: 500, lapen), transpòtè dopamine (DAT; 1: 500, lapen), tirozin idroksilaz (TH; 1: 1000, lapen) (AB5084P, AB1591P ak AB152, Merck Millipore, Billerica, MA, USA), transducer siyal ak aktivateur nan transkripsyon 3α (STAT3α; 1: 1000, lapen), DNMT1 (1: 1000, lapen), DNMT3a (1: 1000, lapen) (nos. 8768, 5032 ak 3598; Teknoloji siyal selil, Tokyo, Japon), DNMT3b (1 μg / ml, lapen), ERRγ (1: 1000, lapen) ak β-aktin (1: 10,000, sourit) (ab16049, ab128930 ak ab6276; Abcam, Cambridge, MA, USA).
Quantitative PCR an tan reyèl
Te ekspresyon jèn egzamine jan sa dekri deja [14]. nivo mRNA yo te normalized Rn18s (18S rRNA). Kouche yo Jadendanfan yo itilize pou quantitative analiz an tan reyèl PCR yo rezime nan ESM Table 2.
Estatistik analiz
Done yo eksprime kòm vle di ± SEM. Yon sèl-fason ANOVA ak repete-mezi ANOVA ki te swiv pa tès konparezon miltip (Bonferroni-Dunn metòd) yo te itilize kote sa aplikab. Elèv la t tès te itilize pou analize diferans ant de gwoup. Diferans yo te konsidere siyifikatif nan p <0.05.
rezilta
Farmakolojik anpèchman nan DNMTs pa 5-aza-dC atenye preferans pou grès dyetetik nan sourit yo.
Nan sourit yo manje HFD a, metilasyon ADN nan rejyon pwomotè a nan D2R nan striatum a te siyifikativman ogmante konpare ak sourit manje yon rejim alimantè chow (Fig. (Fig.1a) .1a). Nan lòt men an, ipetalamik metilasyon ADN nan rejyon an pwomotè nan D2R te aparamman pi wo pase sa ki nan striatum la anba yon rejim alimantè Chow (p <0.01) (Fig. (Fig.1a, 1a, f) epi yo pa te chanje pa HFD a (Fig. (Fig.1f) .1f). Nan sourit yo manje HFD a, te methylation nan ADN ogmante nan rejyon an pwomotè nan D2R nan striatum a pa tretman ak 5-aza-dC, yon pisan DNMT inibitè (Fig. (Fig.1a) .1a). Nan contrast, metilasyon ADN nan rejyon an pwomotè nan D2R nan ipotalamik la pa te siyifikativman chanje pa tretman ak 5-aza-dC (Fig. (Fig.1f) .1f). Nan striatom la nan sourit gason 20-semèn-fin vye granmoun manje HFD a pou 12 semèn, mRNA ak nivo pwoteyin nan D2R yo te siyifikativman diminye (Fig. (Fig.1b, 1b, k, l). Nan contrast, nivo nan Dopamine D1 reseptè (D1Rs, kode pa Drd1), ki aji nan yon fason opoze a D2Rs sou adenylyl siklaz ak CAMP medyatè- siyal entrakelilè, yo te chanje (Fig. (Fig.1c) .1c). Anplis de sa, pa te gen okenn chanjman nan nivo yo nan molekil lòt ki gen rapò ak D2R siyal, tankou TH ak DAT nan mRNA a ak / oswa nivo pwoteyin (Fig. (Fig.1d, 1d, e, k, m). Nan lòt men an, pa gen okenn chanjman aparan yo te obsève nan ipotalamus la, ki gen ladan pou D2R (Fig. (Fig.1g – m) .1g-m). Miyò, nivo pwoteyin nan D2R ak TH nan ipotalamus yo te pi ba anpil pase sa yo ki nan striatum la (Fig. (Fig.1l, 1l, m), petèt reflete enpòtans relatif la dopamine reseptè siyal nan sistèm nan rekonpans nan sèvo konpare ak ipotalam la.
Pou egzaminen si metilasyon ADN nan rejyon pwomotè D2R ta chanje preferans pou grès dyetetik, konpòtman alimantasyon sourit 5-aza-dC trete te analysé. Kòm espere, 5-aza-dC siyifikativman ogmante nivo mRNA ak pwoteyin pou D2R nan striatum nan HFD ki manje sourit yo (Fig. (Fig.1b, 1b, k, l). Nan lòt men an, pa te gen okenn efè sou nivo nan Drd1, Th ak Slc6a3 (kodaj DAT) nan striatum a, oswa sou nivo nan Drd2, Drd1, Th ak Slc6a3 nan ipotalamik la (Fig. (Fig.1c-e, 1c – e, g – m). Lè nou konsidere ke sourit machin-trete pi pito HFD a, preferans pou HFD a te siyifikativman diminye nan 5-aza-dC-trete sourit (XNIM% nan valè yo pou machin-trete sourit) (Fig. (Fig.1n) .1n). Kontinwe, tretman ak 5-aza-dC redwi benefis la nan pwa kò (Fig. (Fig.11o).
γ-oryzanol diminye nivo nan DNMTs nan striatum nan HFD ki manje sourit yo
Kòm nou te rapòte deja [...14], oral administrasyon nan γ-oryzanol nan sourit gason pa gavage siyifikativman atenye preferans pou yon HFD (93% nan valè yo pou machin-trete sourit) (Fig. (Fig.2a), NANa), sa ki lakòz yon diminisyon aparan nan pwa kò pran (Fig. (Fig.2b) .2b). Nou Se poutèt sa, eksplore enpak la potansyèl de γ-oryzanol sou modulasyon epigenetik nan D2Rs nan striatum la.
Nan mamifè, gen twa DNMT pi gwo — DNMT1, 3a ak 3b. DNMT1 fonksyon yo kenbe metilasyon ADN, pandan y ap DNMT3a ak 3b jwe yon wòl nan fasilite de novo metilasyon ADN [...21]. Pou eksplore enpak potansyèl de γ-oryzanol sou DNMTs nan vivo, nou evalye nivo nan DNMTs nan sèvo yo nan HFD ki manje sourit yo. Malgre ke HFD a pou kont pa te gen okenn efè sou mRNA ak nivo pwoteyin nan DNMTs nan swa striatum la oswa ipotalamus la, sipleman ak γ-oryzanol siyifikativman diminye nivo nan DNMTs nan striatum a, men se pa nan ipotalamus la (Fig. (Fig.2c-e, 2c – e, g – i, k – n). Done sa yo ogmante posibilite ke γ-oryzanol ta kapab kontwole nivo DNMTs nan yon fason striatum-espesifik. Nan yon menm jan an, 5-aza-dC siyifikativman diminye nivo mRNA nan DNMT3a ak 3b preferansyèlman nan striatum la (ESM Fig. 1a – d).
Sou baz yon etid anvan yo ki montre ke nivo ARNm nan DNMT1 te pozitivman reglemante, omwen an pati, pa yon resipyan nikleyè ERRγ [...22], nou egzamine efè potansyèl γ-oryzanol sou aktivite ERRγ. Nan selil ki pa moun ki eksprime aktif ERRγ, 4-idroksi tamoksifèn aktif, yon pisans agonist envès nan ERRγ, aktivite ansanbl diminye ERRγ. Nan nòt, γ-oryzanol pasyèlman diminye aktivite ERRγ (yon rediksyon apeprè 40% nan valè a natirèl) (Fig. (Fig.3a) .3a). Importantly, ERRγ te trè eksprime nan striatum a, men se pa nan ipotalamus la (Fig. (Fig.3b – d) .3b – d). Kontrèman ak sitiyasyon an pou striatum a, γ-oryzanol siyifikativman ogmante nivo pwoteyin nan DNMT1 sèlman nan ipotalamik la (Fig. (Fig.2k, 2k, l). Rezilta sa yo ta ka eksplike, omwen an pati, pa jwenn nou ke STAT3α, yon regilatè pozitif nan DNMT1 nivo [...23], te anpil anpil eksprime nan ipotalamik la, men se pa nan striatum lan (Fig. (Fig.33e-g).
Plis evalye enpak la nan γ-oryzanol sou aktivite a nan DNMTs nan vivo, fòmasyon nan SAH, yon pwodwi ki gen pwodui ADN metilasyon ak tou yon inhibiteur pisan nan DNMTs, te evalye nan γ-oryzanol-trete sourit manje HFD la. Pa te gen okenn chanjman siyifikatif nan fòmasyon SAH nan swa striatum la oswa ipotalamus la ant HFD-manje ak sourit chow-manje (Fig. (Fig.2f, 2f, j). Notables, γ-oryzanol siyifikativman diminye fòmasyon SAH nan striatum la (Fig. (Fig.2f) 2f) men pa nan ipotalamus la (Fig. (Fig.2j), 2j), sijere ke γ-oryzanol ka siprime aktivite DNMT yo nan yon fason stryat espesifik nan HFD ki manje sourit yo.
Analiz anzim sou pwopriyete inibitè nan γ-oryzanol pou DNMTs nan vitro
Nou pwochen evalye enpak la nan γ-oryzanol sou aktivite a nan DNMTs in vitro. Potans inibitoryal γ-oryzanol, asid ferulik, 5-aza-dC, haloperidol (yon reprezantan antagonist D2R), quinpirole (yon reprezantan agonist D2R) ak SAH kont DNMTs te evalye. Kòm yon kontwòl pozitif, SAH fòtman diminye aktivite yo nan DNMTs nan yon mannyè ki depann de dòz (Fig. (Fig.4a – f) .4a – f). Kòm espere, haloperidol ak quinpirole te montre okenn efè sou aktivite yo nan DNMTs (ESM Fig. 2). Notables, γ-oryzanol siyifikativman inibe aktivite DNMT1 (IC.)50 = 3.2 μmol / l), 3a (IC50 = 22.3 μmol / l) ak 3b (maksimòm anpèchman 57%) (Fig. (Fig.4d – f) .4d-f). Kontrèman, aktivite a inhibition nan ferulik asid, yon metabolit nan γ-oryzanol, te pi ba anpil pase sa yo ki an γ-oryzanol (Fig. (Fig.44d-f).
Nou plis ankèt sou pwopriyete yo inhibition nan γ-oryzanol sou DNMTs. Te fòmasyon nan SAH mezire evalye aktivite a inhibition nan γ-oryzanol sou DNMTs nan vitro. Done sou fòmasyon SAH pandan metilasyon ADN medyatè DNMT endike yon modèl saturable de cinétique Michaelis-Menten pou tou de prezans ak absans γ-oryzanol (fig. (Fig.4g – mwen) .4g – i). Nan metilasyon ADN DNMT1-medyatè, analiz Eadie – Hofstee te demontre ke γ-oryzanol pa te montre okenn efè sou V Max nan fòmasyon SAH (machin, 597 pmol / min; γ-oryzanol 2 μmol / l, 619 pmol / min; γ-oryzanol 20 μmol / l, 608 pmol / min), pandan y ap γ-oryzanol aparamman ogmante a K m (Veyikil, 0.47 μg / ml; γ-oryzanol 2 μmol / l, 0.67 μg / ml; γ-oryzanol 20 μmol / l, 0.89 μg / ml) (Fig. (Fig.4j) .4j). Rezilta sa yo sijere ke γ-oryzanol inibit DNMT1 omwen an pati nan yon fason konpetitif. Yon lòt bò, pou metilasyon DNMT3a- ak 3b-medyatè ADN, γ-oryzanol diminye nan V Max nan fòmasyon nan SAH (DNMT3a: machin, 85.3 pmol / min; γ-oryzanol 2 μmol / l, 63.1 pmol / min; γ-oryzanol 20 μmol / l, 42.5 pmol / min; DNMT3b: machin, 42.3 pmol / min; γ -oryzanol 2 μmol / l; 28.0 pmol / min, γ-oryzanol 20 μmol / l, 15.0 pmol / min) epi, menm jan an tou, K m pou reyaksyon sa a (DNMT3a: machin, 0.0086 μg / ml; γ-oryzanol 2 μmol / l, 0.0080 μg / ml; γ-oryzanol 20 μmol / l, 0.0058 μg / ml; DNMT3b: machin, 0.0122 μg / ml; γ- oryzanol 2 μmol / l, 0.0097 μg / ml; γ-oryzanol 20 μmol / l, 0.0060 μg / ml) (Fig. (Fig.4k, 4k, l). Rezilta sa yo sijere ke γ-oryzanol inibit DNMT3a ak 3b omwen an pati nan yon fason ki pa konpetitif.
γ-oryzanol ogmante nivo D2R nan striatum nan HFD ki manje sourit yo
Nou pwochen teste posibilite ke γ-oryzanol ta ogmante striatal kontni D2R nan yon anpèchman nan DNMTs. Nan sourit HFD-manje, oral administrasyon nan γ-oryzanol siyifikativman diminye striatal metilasyon ADN nan rejyon an pwomotè nan D2Rs yo (Fig. (Fig.5a), NANa), tandiske li pa fè sa nan ipotalamik la (Fig. (Fig.5f) .5f). An akò ak sa yo jwenn, mRNA ak nivo pwoteyin nan D2R yo te resipwòk ogmante (Fig. (Fig.5b, 5b, g, k, l). Menm jan ak done yo sou tretman ak 5-aza-dC (Fig. (Fig.1), NAN), pa te gen okenn efè aparan sou RNA yo ak nivo pwoteyin nan Drd1, Th ak Slc6a3 (DAT) nan striatum a, epi pa gen okenn efè sou nivo nan Drd1, Th ak Slc6a3 nan ipotalamik la (Fig. (Fig.5c-e, 5c – e, h – k, m).
Etid anvan yo te montre ke nivo D2R ak DNMT1 yo réglementées pa ER estrès ak enflamasyon omwen an pati via NF-κB [17, 24, 25]. Nou Se poutèt sa, egzamine nivo a ER estrès ki gen rapò ak ak enflamasyon ki gen rapò ak jèn. Kòm deja demontre [26], HFD ogmante ekspresyon nan kodaj TNF-α jèn yo (Tnfa), monocyte chemoatraint pwoteyin – 1 (MCP-1) (Ccl2), Pwoteyin omolo C / EBP (Koupe), ER-lokalize DnaJ 4 (ERdj4) (Dnajb9) ak fòm nan enprime X-bwat obligatwa pwoteyin 1 (Xbp1s) nan ipotalamik la, men se pa nan striatum lan (Fig. (Fig.6) .6). Miyò, sipleman nan HFD a ak γ-oryzanol siyifikativman diminye ekspresyon la ogmante nan Ccl2, Koupe, Dnajb9 ak Xbp1s sèlman nan ipotalamik la, men se pa nan striatum lan (Fig. (Fig.66).
Diskisyon
Konklizyon nan pi gwo nan etid la prezan se ke γ-oryzanol aji kòm yon inibitè DNMT ki pisan nan striatum la nan sourit yo, kidonk diminye, omwen an pati, preferans la pou yon HFD atravè batman an epigenetik nan striatal D2R. Nan striatum soti nan sourit HFD-manje, nivo nan D2R yo te siyifikativman diminye, Lè sa a, sa yo ki nan D1R, TH ak Dat pa te chanje (Fig. (Fig.1b-e, 1b – e, k – m). Done sa yo konsistan avèk nosyon an ki dysregulation nan striatal D2R jwe yon wòl kritik nan pèsepsyon la nan rekonpans manje lè sou yon HFD, ki mennen ale nan èdonik twòp konsomasyon nan HFD nan bèt obèz [3]. Nan etid la prezan, tretman pou HFD ki manje sourit ak 5-aza-dC siyifikativman ogmante nivo striatal D2R (Fig. (Fig.1b, 1b, k, l) petèt nan yon rediksyon nan nivo metilasyon ADN nan rejyon pwomotè D2R (fig. (Fig.1a), NANa), ak kontinwe atenu preferans pou grès dyetetik (Fig. (Fig.1n) .1n). Jwenn sa a sipòte tou yon wòl kritik nan striatal D2Rs nan pèsepsyon nan rekonpans manje lè sou yon HFD.
Épreuves in vitro nou an te demontre ke aktivite inhibition γ-oryzanol kont DNMTs te aparamman pi fò pase sa de metabolite ferulic asid li (fig. (Fig.4d – f), 4d – f), ki sijere enpòtans ki genyen nan estrikti konplè a γ-oryzanol pou aksyon inhibition l 'sou DNMTs. Nan sourit HFD-manje, etid nou yo sijere ke, apre yo fin administrasyon oral, γ-oryzanol rive nan sèvo a kòm yon estrikti konplè epi li diminye nivo yo ak aktivite nan DNMTs preferansyèlman nan striatum a, ak yon diminisyon konsekan nan metilasyon ADN nan rejyon an pwomotè nan D2R nan striatum la. Anplis de sa, nan etid vitro nou yo te demontre ke γ-oryzanol aji kòm yon opozan pasyèl kont ERRγ, ki prensipalman sèvi kòm yon regilatè pozitif pou pwodiksyon DNMT1 [22], epi kidonk diminye aktivite a nan DNMT1 (Fig. (Fig.3a) .3a). Nan nòt, ERRγ te trè eksprime nan striatum a, men se pa nan ipotalamus la nan sourit yo (Fig. (Fig.3b) .3b). Done sa yo sijere ke γ-oryzanol gen potansyèl la diminye nivo mRNA nan DNMT1, omwen an pati, atravè anpèchman an nan ERRγ. Kontrèman a striatom, γ-oryzanol te montre okenn efè sou nivo D2R nan ipotalamik soti nan sourit HFD-manje (Fig. (Fig.5g, 5g, k, l).
Nan lòt men an, nou demontre ke γ-oryzanol siyifikativman ogmante nivo nan DNMT1 nan ipotalamik a, men se pa nan striatum la (Fig. (Fig.2k, 2k, l). Li te montre ke STAT3 ogmante kontni an nan DNMT1 nan selil malfezan selil T-lenfom [...23]. Miyò, nou te deja demontre ke γ-oryzanol siyifikativman ogmante leptin-pwovoke fosforilasyon STAT3 nan ipotalamik soti nan sourit HFD-manje [...14]. Li ta dwe tou dwe te note ke STAT3α te anpil eksprime nan ipotalamik a, men se pa nan striatum la nan sourit yo (Fig. (Fig.3e – g) .3e-g). Done sa yo tante nou espekile ke diferans lan aparan nan efè γ-oryzanol sou nivo nan DNMT1 ant ipotalamik la ak striatum a ka atribiye, omwen an pati, nan kontni an rejyon-espesifik nan STAT3α ak ERRγ nan sèvo a nan sourit yo ( Fig. (Fig.3b – g) .3b – g). Kolektivman, gen sanble gen yon modèl resipwòk nan ekspresyon nan ERRγ ak STAT3α ant striatum a ak ipotalamus la nan sourit yo. Sou baz rezilta nou yo, li rezonab espekile ke nan striatum, kote pwodiksyon ERRγ abondan, γ-oryzanol ka diminye nivo mRNA ak aktivite DNMT1 kòm yon regilatè negatif nan ERRγ. Nan contrast, nan ipotalamik la, kote STAT3α pwodiksyon se dominan, γ-oryzanol ka preferansyèlman ogmante nivo nan DNMT1.
Yon etid resan demontre ke yon diminisyon nan siyal striatal D2R pwovoke pa yon disregulasyon HFD konpòtman manje [...3], ki sijere enpòtans ki genyen potansyèl nan anpèchman an nan DNMT striatal pou tretman obezite a. Nan lòt men an, yon etid anvan yo demontre yon posibilite ke estati a nan metilasyon ADN nan melanocortin reseptè jèn nan 4 eksprime nan nwayo espesifik ipotalamik ta ka modile fòm transgenerasyonèl nan obezite nan agouti dirab sourit jòn [...]27]. Malgre ke etid plis yo jistifye elucidate mekanis yo kache, etid sa yo sijere enpòtans ki genyen nan tisi-, jèn- ak sekans-espesifik metilasyon ADN nan fizyopoloji nan HFD-pwovoke obezite.
Dènyèman nou te rapòte ke HFD te ogmante nivo D2R nan ilo pankreyas yo nan sourit yo.17, 24]. Li posib ke se tankou ogmantasyon medyatè, omwen an pati, pa estrès ER ak enflamasyon via NF-κB, paske gen plizyè NF-κB-eleman reponn nan rejyon an pwomotè nan D2R [17, 24]. Anplis de sa, te yon etid resan montre ke TNF-α ak IL-1β ogmante nivo a ak aktivite nan DNMT1 nan tisi greseu ki soti nan HFD ki manje sourit [...25]. Importantly, etid la prezante demontre ke HFD pwovoke ER estrès ak enflamasyon preferansyèlman nan ipotalamik men se pa nan striatum la (Fig. (Fig.6) .6). Pwofesyonèl apwofondi nan metilasyon tisi-, rejyon-, ak sit espesifik nan ADN ak demetilasyon nan paradigm eksperimantal nou an dwe tann plis envestigasyon.
Ansanm ak rapò anvan nou an ki montre ke γ-oryzanol diminye preferans pou yon HFD atravè règleman ipotalam nan estrès ER nan sourit yo [...14], γ-oryzanol reprezante tou yon pwopriyete inik nan amelyore tou de edonik ak metabolik dysregulation nan konpòtman manje. Paske gen kèk dwòg antiobesite ki te devlope yo konnen ki lakòz kritik efè negatif [...8], se yon apwòch natirèl ki baze sou manje nan direksyon sistèm nan rekonpans nan sèvo antisipe nan trete obezite-dyabèt sendwòm san danje [...16]. Nan sa a paradigm, γ-oryzanol se yon kandida antiobesity pwomèt ak yon pwopriyete distenk pou yo te yon modulateur epigenetic.
Remèsiman
Nou rekonesan anvè S. Okamoto (University of the Ryukyus, Japan) pou revize maniskri a. Nou remèsye M. Hirata, H. Kaneshiro, I. Asato ak C. Noguchi (University of the Ryukyus, Japon) pou asistans skretarya.
Abrevyasyon
| 5-aza-dC | 5-aza-2′-deoxycytidine |
| D1R | Reseptè Dopamine D1 |
| D2R | Reseptè Dopamine D2 |
| Dat | Transporter Dopamine |
| DNMT | ADN metiltransferaz |
| ER | Endoplasmic reticulum |
| Lerè wi | Reseptè ki gen rapò ak estwojèn |
| HFD | Ki gen anpil grès rejim alimantè |
| SAH | S-Adenosyl-l-homocysteine |
| SAM | S-Adenosyl methionine |
| STAT3α | Sondon ak aktivatè transkripsyon 3α |
| TH | Tyrosin hydroxylase |
nòt
Done disponiblite
Datas jenere ak / oswa analize pandan etid aktyèl la disponib nan otè ki koresponn lan sou demann rezonab.
Finansman
Travay sa a te sipòte an pati pa Sibvansyon-an-Èd nan Japon Sosyete pou Pwomosyon nan Syans (JSPS; KAKENHI Numbers Numbers 15K19520 ak 24591338), Konsèy la pou Syans, Teknoloji ak Inovasyon (CSTI), Kwa-ministeryèl Pwogram Pwomosyon Estratejik Inovasyon. (SIP) 'teknoloji pou kreye agrikilti kap vini an-jenerasyon, forè ak pèchri', Fondasyon an Lotte, Fondasyon an Japon pou aplike enzimoloji, nouvo enèji ak Technologyganizasyon Devlopman Teknoloji Endistriyèl (NEDO), Pwojè pou Fòmasyon nan lavi Syans Rezo (famasetik jaden. ) (Okinawa Prefecture, Japon) ak Pwojè Pwomosyon nan Clustering Medikal nan Okinawa Prefecture, Japon, ansanm ak yon sibvansyon nan men Okinawa Prefecture pou pwomosyon nan medikaman avanse (Okinawa Prefecture, Japon).
Dualite nan enterè yo
Otè yo deklare ke pa gen okenn Duality nan enterè ki asosye ak maniskri sa a.
Deklarasyon kontribisyon an
CK ak HM fèt rechèch la. CK ak TK fè eksperyans yo ak analize done yo. TK, CS-O, CT, MT, MM ak KA kontribye nan entèpretasyon nan done yo. CK ak HM te ekri maniskri a. Tout otè kontribye nan entèpretasyon done. Tout otè ansanm nan revize maniskri a ak apwouve vèsyon final li yo. HM se garanti nan travay sa a, te gen aksè konplè a tout done yo ak pran tout responsablite pou entegrite nan nan done yo ak presizyon nan analiz done yo.
Nòt anba paj
Materyèl siplemantè elektwonik
Vèsyon sou entènèt la nan atik sa a (doi: 10.1007 / s00125-017-4305-4) gen kanmarad-revize men materyèl siplemantè revize, ki se disponib nan itilizatè otorize.
Referans
;