Наше исследование фокусируется на воздействии лептина сигнализации в сонной артерии (CB) на гипоксической вентиляционной реакции (HVR). Мы провели эксперименты «потеря функции», измеряя влияние лептина на HVR после денервации ЦБ и «выгоды функции» экспериментов, измеряя HVR после переэкспрессии рецептора лептина в ЦБ.
Адипоцит производства гормона лептина является мощным стимулятором дыхания, который может играть важную роль в защите дыхательной функции при ожирении. Сонных тел (CB), ключевой орган периферической гипоксической чувствительности, выразить длительный функциональный изоформы рецептора лептина (LepRb), но роль лептина сигнализации в контроле дыхания не была полностью выяснена. Мы изучили гипоксический вентиляционный ответ (HVR) (1) у мышей C57BL/6J до и после вливания лептина на базовом уровне и после денервации ЦБ; (2) в LepRb-дефицитных тучных дБ/дб мышей на базовом уровне и после переэкспрессии LepRb в CBs. У мышей C57BL/6J, лептин увеличил HVR и эффекты лептина на HVR были отменены денервацией CB. В db/db мышей, LepRb выражение в CB увеличило HVR. Таким образом, мы делаем вывод, что лептин действует в ЦБ для увеличения реакции на гипоксию.
Адипоцит производится гормон лептин действует в гипоталамусдляе для подавления прием пищи и увеличение скорости обмена веществ. Исследования, проведенные в нашей лаборатории1,2 и другими следователями3,4 показали, что лептин увеличивает гиперкапный вентиляционный ответ (HVR) предотвращения ожирения гиповентиляции в лептине неполноценного ожирения. Тем не менее, большинство людей, страдающих ожирением имеют высокий уровень плазмы лептина и демонстрируют устойчивость к метаболическим и респираторным эффектам гормона5,6,7,8. Сопротивление лептину является многофакторным, но ограниченная проницаемость гематоэнцефалического барьера (BBB) к лептину играет важную роль. Мы предлагаем, чтобы лептин действует ниже BBB в ключевом органе периферической гипоксической чувствительности, сонных тел (CB), чтобы защитить дыхание у людей с ожирением. ЦБ выражают длинную функциональную изоформу рецептора лептина, LepRb, но роль ЦБ в респираторных эффектах лептина недостаточно прояснена9,10.
Целью нашего метода было изучение влияния лептина сигнализации в ЦБ на HVR. Наше обоснование состояло в том, чтобы выполнять (а) потерю функциональных экспериментов, вливающих лептин у мышей с нетронутыми сонной артерией и денерватированными сонной артерией, за которыми следуют измерения HVR; b) увеличение функциональных экспериментов на дб/дб мышах, не хватает LepRb, в которых мы измеряли HVR на базовом уровне и после выражения LepRb исключительно в ЦБ. Преимуществом наших техник было то, что мы проводили все наши эксперименты на безудержных безобездененных мышах во время сна и бодрствования. Предыдущие исследователи либо проводили свои эксперименты под наркозом9, либо не измеряли эффекты лептина во время сна10. Кроме того, наше исследование является первым использовать уникальный прирост функционального подхода с селективным выражением LepRb в CB описано выше.
В широком контексте, наш подход может быть обобщен к другим рецепторам, выраженным в ЦБ и их роль в гипоксической чувствительности. Следователи могут наполнить лиганд рецептором интереса и измерить HVR на базовом уровне и после денервации ЦБ. В качестве дополнительного подхода, рецептор интереса может быть перевыражен в CB и HVR измерения могут быть выполнены до и после переэкспрессии с использованием нашей технологии, описанной в этой рукописи.
Основное внимание в нашем исследовании было уделено изучению респираторных эффектов сигналиции лептина в ЦБ. Для оценки роли лептина в механистической манере было разработано несколько протоколов. Во-первых, конкретный вклад ЦБ в HVR был проанализирован путем тщательной количественно…
The authors have nothing to disclose.
R01HL138932, RO1HL133100, RO1HL128970, AHACDA34700025
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 |