Електронни списания на Thieme - Диабетология и метаболизъм Резюме

Въпрос: Диетата с високо съдържание на мазнини е една от основните причини за затлъстяване, инсулинова резистентност и диабет тип 2. Nob1 QTL (количествен локус на признаците) на хромозома 5 (LOD 7.9) е идентифициран в обратен кръст между тънки SJL и затлъстели NZO мишки и в този модел по същество определя разпространението на затлъстяването и диабета в зависимост от диетата. Чрез комбиниране на генетични, клетъчни и молекулярно биологични методи, генът, отговорен за ефекта на Nob1, трябва да бъде идентифициран и функционално характеризиран.

thieme

МЕТОДИ: Устойчивият на затлъстяване щам SJL, мишки от затлъстелия щам NZO и мишки C57BL/6J бяха използвани за експерименти за кръстосване. Критичната QTL област беше прехвърлена към референтния щам C57BL/6J (RCS линия Nob1.10) чрез подпомагане на маркери и се характеризираше с секвениране, анализи на хаплотип и анализи на експресия. За функционалната характеристика на Tbc1d1 се извършват измервания на липидния и въглехидратния метаболизъм с [1- 14 С] палмитат и 2-дезокси- [1,2-3 Н] глюкоза като субстрати върху култивирани миотръби C2C12, както и в непокътнати изолирани скелетни мускули.

Резултати: Алелът SJL на Nob1 е идентифициран като супресор на затлъстяването в експерименти за кръстосване с различни затлъстели и тънки миши щамове. По-нататъшни изследвания на генната експресия и анализи на последователности от критичния QTL диапазон идентифицират мутация в гена Tbc1d1 в тънката SJL мишка, което води до пълна загуба на функцията на протеина. Tbc1d1 се експресира главно в скелетните мускули и е хомологичен на инсулиновия сигнален протеин As160, който е от съществено значение за стимулираното от инсулина усвояване на глюкоза от глюкозния транспортер GLUT4. Нокдаунът на Tbc1d1 в мускулните клетки C2C12 чрез siRNA причинява увеличаване на поглъщането и окисляването на палмитат. Свръхекспресията на Tbc1d1 има обратен ефект в тези клетки. Рекомбинантно-вродени мишки с дефицит на Tbc1d1 показват намален дихателен коефициент (RQ) и в скелетните мускули повишено окисление на мазнините и намалено усвояване на глюкоза в сравнение с контролите. Tbc1d1 е зависим от инсулин и контракция фосфорилиран от AKT и AMP киназата и регулира метаболизма на глюкозата и липидите в скелетната мускулатура чрез активацията на Rab GTPase активираща (GAP).

Заключение: Tbc1d1 играе важна роля в енергийната хомеостаза и регулирането на метаболитната гъвкавост на скелетните мускули. Делецията на гена Tbc1d1 причинява повишено усвояване и изгаряне на мазнини в скелетната мускулатура и по този начин има защитен ефект срещу затлъстяването и диабета. Констатацията, че мутацията в гена Tbc1d1 е отговорна и за някои форми на фамилно затлъстяване при хората, прави този нов ген интересен кандидат за диагностика и лечение на затлъстяване и диабет.