SOVREMENNAYA PEDIATRIYA.2016.3(75):132-136; doi10.15574/SP.2016.75.132 

Экспрессия генов NAMPT, PLOD2, FBN1 и IFRD в клетках крови у подростков с ожирением, осложненным резистентностью к инсулину 

Mинченкo Д. О., Тяжка О. В., Гнатюк О. C., Минченко О. Г.

Национальный медицинский университет им. А. А. Богомольца, г. Киев, Украина

Институт биохимии им. А.В. Палладина НАН Украины, г. Киев, Украина 

Цель: изучить уровень экспрессии генов, кодирующих энзимы NAMPT и PLOD2, а также протеина внеклеточного матрикса FBN1 и зависимого от интерферона регулятора развития IFRD в крови подростков при ожирении, как с нормальной, так и с нарушенной чувствительностью к инсулину.

Пациенты и методы. Исследования проведены на трех группах подростков 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, уровень экспрессии генов определяли методом количественной полимеразной цепной реакции в реальном времени.

Результаты. Установлено, что уровень экспрессии генов NAMPT и IFRD снижается, а генов PLOD2 и FBN1, наоборот, увеличивается в клетках крови подростков при ожирении и нормальной чувствительности к инсулину по сравнению с контрольной группой. При развитии резистентности к инсулину на фоне ожирения происходит снижение уровня экспрессии генов PLOD2 и FBN1, а также дополнительное понижение уровня экспрессии гена NAMPT в клетках крови по сравнению с группой подростков с ожирением и нормальной чувствительностью к инсулину. В то же время не было выявлено существенных изменений в экспрессии гена IFRD в клетках крови подростков с ожирением и резистентностью к инсулину по сравнению с группой детей, имевших ожирение без нарушения чувствительности к инсулину.

Выводы. Уровень экспрессии генов полифункциональных энзимов NAMPT и PLOD2, а также протеина внеклеточного матрикса FBN1 и зависимого от интерферона регулятора развития IFRD, которые задействованы в регуляции процессов метаболизма, существенно нарушаются в клетках крови подростков с ожирением, как с нормальной, так и сниженной чувствительностью к инсулину. С развитием резистентности к инсулину при ожирении ассоциируются изменения в экспрессии трех изученных генов (NAMPT, PLOD2 и FBN1), что свидетельствует об их возможной причастности к развитию резистентности к инсулину.

Ключевые слова: ожирение, подростки, резистентность к инсулину, экспрессия генов, NAMPT, PLOD2, FBN1, IFRD, клетки крови.

Литература: 
1. Тяжка ОВ, Мінченко ДО, Молявко ОС та ін. 2014. Експресія генів ALDOC, TIGAR, ENO1 та ENO2 у крові дітей чоловічої статі з ожирінням, ускладненим резистентністю до інсуліну. Сучасна педіатрія. 6(62): 112—115.

2. Мінченко ДО. 2015. Молекулярні основи розвитку ожиріння та його метаболічних ускладнень у дітей. Сучасна педіатрія. 2(66): 109—112.

3. Мінченко ДО, Гнатюк OС, Тяжка ОВ, Мінченко OГ. 2015. Рівень експресії генів CLU, PCOLCE, COL5A1 та TYMP у клітинах крові підлітків з ожирінням за резистентності до інсуліну. Сучасна педіатрія. 7(71): 126—131.

4. Маслак ГС, Костюк О, Мінченко ДО та ін. 2014. Сіальованість глікопротеїнів плазматичної мембрани лімфоцитів людини і експресія NEU1 та ST6GAL1 мРНК за еритремії. Фізіол журн. 60; 5: 14—22.

5. 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.

6. 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.

7. Bravo RL, Parra V, Gatica D et al. 2013. Endoplasmic reticulum and the unfolded protein response: dynamics and metabolic integration. Int Rev Cell Mol Biol. 301: 215—290. http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-407704-1.00005-1; PMid:23317820 PMCid:PMC3666557

8. Han J, Kaufman RJ. 2014. Measurement of the unfolded protein response to investigate its role in adipogenesis and obesity. Methods Enzymol. 538: 135—150. http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-800280-3.00008-6; PMid:24529437

9. Gilkes DM, Bajpai S, Chaturvedi P et al. 2013. Hypoxia-inducible factor 1 (HIF-1) promotes extracellular matrix remodeling under hypoxic conditions by inducing P4HA1, P4HA2, and PLOD2 expression in fibroblasts. J Biol Chem. 288; 15: 10819—10829. http://dx.doi.org/10.1074/jbc.M112.442939; PMid:23423382 PMCid:PMC3624462

10. Ando H, Kumazaki M, Motosugi Y, Ushijima K 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

11. 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

12. Stastny J, Bienertova-Vasku J, Vasku A. 2012. Visfatin and its role in obesity development. Diabetes Metab Syndr. 6; 2: 120—124. http://dx.doi.org/10.1016/j.dsx.2012.08.011; PMid:23153983

13. Zhao C, Datta S, Mandal P et al. 2010. Stress-sensitive regulation of IFRD1 mRNA decay is mediated by an upstream open reading frame. J Biol Chem. 285; 12: 8552—8562. http://dx.doi.org/10.1074/jbc.M109.070920; PMid:20080976 PMCid:PMC2838277

14. 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. Cell Bio. 2; 2: 25—33. http://dx.doi.org/10.4236/cellbio.2013.22006

15. Chang YC, Chang TJ, Lee WJ, Chuang LM. 2010. The relationship of visfatin/pre-B-cell colony-enhancing factor/nicotinamide phosphoribosyltransferase in adipose tissue with inflammation, insulin resistance, and plasma lipids. Metab Clin Exp. 59; 1: 93—99. http://dx.doi.org/10.1016/j.metabol.2009.07.011; PMid:19765775