Экспрессия генов TIMP1, TIMP2, THBS1 и THBS2 в клетках крови подростков с ожирением и нормальной или нарушенной чувствительностью к инсулину

Авторы

  • D. O. Minchenko

DOI:

https://doi.org/10.15574/SP.2015.68.119

Аннотация

Цель: изучить уровень экспрессии генов, кодирующих протеины внеклеточного матрикса (тканевых ингибиторов металлопептидаз TIMP1 и TIMP2, а также тромбоспондинов THBS1 и THBS2), в крови подростков при ожирении с нормальной и нарушенной чувствительностью к инсулину.

Пациенты и методы. Исследования проведены на трех группах подростков мужского пола в возрасте около 14 лет: без признаков ожирения (контроль) и с ожирением, которые имели как нормальную, так и нарушенную чувствительностью к инсулину. РНК выделяли из клеток крови, и уровень экспрессии генов определяли методом количественной полимеразной цепной реакции.

Результаты. Установлено, что в клетках крови подростков при ожирении и нормальной чувствительности к инсулину по сравнению с контрольной группой уровень экспрессии генов TIMP1 и TIMP2 увеличивается в два и четыре раза, соответственно, а генов THBS1 и THBS2, наоборот, снижается. Развитие резистентности к инсулину на фоне ожирения приводит к дополнительному усилению экспрессии гена TIMP1 и снижению экспрессии генов TIMP2, THBS1 і THBS2 в клетках крови при сравнении с группой детей с ожирением и нормальной чувствительностью к инсулину. Более того, изменения в экспрессии генов TIMP2 и THBS1 были более выраженными по сравнению с двумя другими генами.

Выводы. Уровень экспрессии группы генов полифункциональных протеинов внеклеточного матрикса, которые задействованы в регуляции процессов пролиферации, существенно нарушается в клетках крови подростков с ожирением и нормальной, а также угнетенной чувствительностью к инсулину. С развитием резистентности к инсулину при ожирении ассоциируются изменения в экспрессии всех изученных генов, что свидетельствует об их причастности к развитию резистентности к инсулину и интолерантности к глюкозе.

Ключевые слова: ожирение, подростки, резистентность к инсулину, экспрессия генов, TIMP1, TIMP2, THBS1, THBS2, клетки крови. 

Библиографические ссылки

Tiazhka OV, Minchenko DO, Davydov VV, Moliavko OS et al. 2014. Expression of genes, which control glucose metabolism, in the blood of the obese boys with insulin resistance. Sovremennaya pediatriya. 6(62): 112—115. doi 10.15574/SP.2014.62.112

Yamaoka M, Maeda N, Nakamura S et al. 2012. A pilot investigation of visceral fat adiposity and gene expression profile in peripheral blood cells. PLoS One. 7;10: 47377.

Yamaoka M, Maeda N, Takayama Y et al. 2014. Adipose hypothermia in obesity and its association with period homolog 1, insulin sensitivity, and inflammation in fat. PLoS One. 9;11: 112813.

Huang W, Ramsey KM, Marcheva B, Bass J. 2011. Circadian rhythms, sleep, and metabolism. J Clin Invest. 121;6: 2133—2141. http://dx.doi.org/10.1172/JCI46043; PMid:21633182 PMCid:PMC3104765

Burnside MN, Pyatt RE, Hughes A et al. 2015. Complex brain malformations associated with chromosome 6q27 gain that includes THBS2, which encodes thrombospondin 2, an astrocyte-derived protein of the extracellular matrix. Pediatr Dev Pathol. 18;1: 59—65. http://dx.doi.org/10.2350/14-06-1516-CR.1; PMid:25299246

Ozcan U, Cao Q, Yilmaz E, Lee AH et al. 2004. Endoplasmic reticulum stress links obesity, insulin action, and type 2 diabetes. Science. 306;5695: 457—461. http://dx.doi.org/10.1126/science.1103160; PMid:15486293

Ando H, Kumazaki M, Motosugi Y et al. 2011. Impairment of peripheral circadian clocks precedes metabolic abnormalities in ob/ob mice. Endocrinology. 152;4: 1347—1354. http://dx.doi.org/10.1210/en.2010-1068; PMid:21285316

Kovac J, Husse J, Oster H. 2009. A time to fast, a time to feast: the crosstalk between metabolism and the circadian clock. Mol Cells. 282: 75—80. http://dx.doi.org/10.1007/s10059-009-0113-0; PMid:19714310

Lee J, Ozcan U. 2014. Unfolded Protein Response Signaling and Metabolic Diseases. J Biol Chem. 289;3: 1203—1211. http://dx.doi.org/10.1074/jbc.R113.534743; PMid:24324257 PMCid:PMC3894306

Manie SN, Lebeau J, Chevet E. 2014. Cellular mechanisms of endoplasmic reticulum stress signaling in health and disease. 3. Orchestrating the unfolded protein response in oncogenesis: an update. Am J Physiol Cell Physiol. 307;10: 901—907. http://dx.doi.org/10.1152/ajpcell.00292.2014; PMid:25186011

Zhu M, Zhang N, He S et al. 2014. MicroRNA-106a targets TIMP2 to regulate invasion and metastasis of gastric cancer. FEBS Lett. 588;4: 600—607. http://dx.doi.org/10.1016/j.febslet.2013.12.028; PMid:24440352

Bochkov VN, Philippova M, Oskolkova O et al. 2006. Oxidized phospholipids stimulate angiogenesis via induction of VEGF, IL-8, COX-2 and ADAMTS-1 metalloprotease, implicating a novel role for lipid oxidation in progression and destabilization of atherosclerotic lesions. Circ Res. 99;8: 900—908. http://dx.doi.org/10.1161/01.RES.0000245485.04489.ee; PMid:16973904

Minchenko D, Ratushna O, Bashta Y et al. 2013. The expression of TIMP1, TIMP2, VCAN, SPARC, CLEC3B and E2F1 in subcutaneous adipose tissue of obese males and glucose intolerance. CellBio. 2;2: 25—33. http://dx.doi.org/10.4236/cellbio.2013.22006

Stein JJ, Iwuchukwu C, Maier KG, Gahtan V. 2014. Thrombospondin-1-induced vascular smooth muscle cell migration and proliferation are functionally dependent on microRNA-21. Surgery. 155;2: 228—233. http://dx.doi.org/10.1016/j.surg.2013.08.003; PMid:24314882

Meissburger B, Stachorski L, Roder E et al. 2011. Tissue inhibitor of matrix metalloproteinase 1 (TIMP1) controls adipogenesis in obesity in mice and in humans. Diabetologia. 54;6: 1468—1479. http://dx.doi.org/10.1007/s00125-011-2093-9; PMid:21437772

Выпуск

Раздел

Эндокринология