Як білок працює з кишковими бактеріями, щоб запобігти ожирінню
Ожиріння пов'язане з вищим рівнем запалення в організмі, але основні механізми залишаються незрозумілими. Однак нещодавно група дослідників дізналася, як один протизапальний білок впливає на збільшення ваги.
Навчальний документ, нещодавно опублікований у журналі Клітинний господар та мікроб говорить, що NLRP12, протизапальний білок, захищає від ожиріння та резистентності до інсуліну у мишей.
Дослідження проводили дослідники з Університету Північної Кароліни в Чапел-Хілл разом з колегами з інших дослідницьких установ по всьому світу.
У своїй роботі дослідники також повідомляють, що NLRP12 ген, який кодує протизапальний білок з однойменною назвою, виявляється недостатньо активним у людей із ожирінням.
Крім того, NLRP12 активність сприяє зростанню певних штамів «хороших» кишкових бактерій, які надають додатковий захисний ефект проти ожиріння та резистентності до інсуліну.
"На ожиріння впливає запалення, а не лише переїдання та відсутність фізичних вправ, і це дослідження свідчить про те, що зменшення запалення сприяє розвитку" хороших "бактерій, які можуть допомогти підтримувати здорову вагу", - пояснює старший автор дослідження Дженні П-Й Тін.
Активність генів впливає на запалення
У новому дослідженні вчені хотіли встановити, як NLRP12 ген впливає на ймовірність розвитку ожиріння у людини.
Для цього вони працювали з мишами, яких вони генетично сконструювали, щоб не експресувати цей ген (миші-нокаути). Тінг та команда протягом декількох місяців годували як нокаутуючих мишей, так і звичайних мишей дієтою з високим вмістом жиру.
Хоча миші в обох групах дотримувались однакової дієти, нокаутовані миші легше накопичували жир і починали проявляти ознаки резистентності до інсуліну, що все вказує на розвиток ожиріння.
Крім того, миші без NLRP12 ген виявив більше запалення як в кишечнику, так і в ділянках їхніх тіл, де вони відкладали жир.
Однак, щоб зрозуміти, як запалення пов’язане із збільшенням ваги, дослідники зробили додатковий крок; вони перемістили частину мишей-нокаутів до іншого закладу, і - щоб запобігти поширенню патогенних мікроорганізмів - вони дали мишам антибіотики.
"Ми помітили, що миші, які отримували антибіотики, набирали менше ваги, ніж миші, які залишались у старому приміщенні", - пояснює співавтор дослідження Агнешка Труакс.
"Це привело нас до підозри, що бактерії кишечника беруть участь у сприянні ожирінню", - продовжує вона.
Кишкові бактерії можуть зіграти ключову роль
Потім Тінг та команда вивчали нокаутованих мишей, що перебувають у середовищі без бактерій, і помітили, що вони не додавали у вазі.Вони прийшли до висновку, що це тому, що на системи тварин не впливала бактеріальна активність.
У цьому випадку той факт, що мишам не вистачало NLRP12 Здавалося, ген не впливає на збільшення ваги, що свідчить про те, що вплив певних видів бактерій може бути ключовим для можливого розвитку ожиріння.
Дослідники також відзначили ще один цікавий факт: нокаутовані миші, які спільно користувались житловим простором зі здоровими гризунами, які справді виражали це NLRP12 ген також не надавав зайвої ваги.
Це говорить про те, що вони потрапляли під дію хороших бактерій від контрольних мишей, які захищали їх від надмірної ваги.
Такі результати є показовими в контексті, в якому дослідження показали, що ожиріння корелює із втратою бактеріального різноманіття в кишечнику.
При ожирінні певні штами бактерій пригнічуються, що дозволяє іншим бактеріям розмножуватися за відсутності конкуренції.
Небезпека втрати бактерій
У новому дослідженні дослідники побачили, що нокаутованих мишей не було NLRP12 ген представляв значну втрату бактеріального різноманіття.
У їхньому випадку дієта з високим вмістом жиру поєднується із зростанням запалення, що сприяє нестачі NLRP12 призвело до високого рівня сімейства бактерій Бешиха. Дослідники також виявили, що ці бактерії посилюють шкоду, завдану дієтою з високим вмістом жиру.
У той же час нокаутовані миші втратили кількість Lachnospiraceae, який є різновидом хороших кишкових бактерій, що допомагає протистояти запаленню та конкурує з ними Бешиха, стримуючи їх поширення.
Lachnospiraceae, пояснюють дослідники, також виявляється захисний ефект проти резистентності до інсуліну та ожиріння у мишей.
«Усі запальні та метаболічні зміни, які ми спостерігали в NLRP12Миші-нокаути під час дієти з високим вмістом жиру були по суті зворотними, коли ми поповнювали їжу Lachnospiraceae", - пояснює Труакс.
Результати можуть призвести до кращих способів боротьби з ожирінням, додають вчені; Lachnospiraceae виробляють коротколанцюгові жирні кислоти - тип молекули, яка відіграє важливу роль у метаболічних процесах. Два з них - бутират і пропіонат, які також мають важливі протизапальні властивості.
Коли дослідники намагалися вводити бутират і пропіонат нокаутуючим мишам, вони помітили, що такий підхід урівноважив ефект від нестачі NLRP12.
Нові терапевтичні можливості
Ці результати особливо обнадійливі; бутират і пропіонат вже доступні як добавки.
Більше того, вчені мають вагомі підстави вважати, що однакові реакції відбуватимуться і у людей - не лише у мишей.
Це пояснюється тим, що подальші аналізи, проведені на зразках жирових клітин, зібраних у людей із ожирінням, показали, що чим вище індекс маси тіла людини (ІМТ), тим менш активним є NLRP12 ген виявляється.
“На мишах ми показали, що NLRP12 зменшує запалення в кишечнику та жировій жировій тканині. Хоча прямий причинний ефект важко виявити у людей, наші співробітники допомогли нам показати, що рівень зниження експресії NLRP12 у людей, які вважаються ожирінням, знижений ».
Дженні П-Й Тін
