Как белок взаимодействует с кишечными бактериями и предотвращает ожирение
Ожирение связано с более высоким уровнем воспаления в организме, но основные механизмы остаются неясными. Однако недавно группа исследователей узнала, как один противовоспалительный белок влияет на набор веса.
Исследовательская статья, недавно опубликованная в журнале Клеточный хозяин и микроб говорит, что NLRP12, противовоспалительный белок, защищает мышей от ожирения и инсулинорезистентности.
Исследование было проведено учеными из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл вместе с коллегами из других исследовательских институтов по всему миру.
В своей статье исследователи также сообщают, что NLRP12 Ген, кодирующий одноименный противовоспалительный белок, оказывается малоактивным у людей с ожирением.
Также, NLRP12 активность способствует росту определенных штаммов «хороших» кишечных бактерий, которые обладают дополнительным защитным действием против ожирения и инсулинорезистентности.
«На ожирение влияет воспаление, а не только переедание и недостаток физических упражнений, и это исследование предполагает, что уменьшение воспаления способствует появлению« хороших »бактерий, которые могут помочь поддерживать здоровый вес», - объясняет старший автор исследования Дженни Пи-Йи Тинг.
Активность генов влияет на воспаление
В новом исследовании ученые хотели установить, как NLRP12 ген может повлиять на вероятность развития ожирения.
Для этого они работали с мышами, которых они генетически модифицировали, чтобы не экспрессировать этот ген (нокаутные мыши). Тинг и его команда в течение нескольких месяцев кормили мышей с нокаутом и обычных мышей высокожировой диетой.
Хотя мыши в обеих группах придерживались одинаковой диеты, мыши с нокаутом легче накапливали больше жира и начали проявлять признаки инсулинорезистентности, что все указывает на развитие ожирения.
Кроме того, мыши без NLRP12 ген показал большее воспаление как в кишечнике, так и в областях их тела, где они откладывали жир.
Однако, чтобы понять, как воспаление связано с увеличением веса, исследователи сделали дополнительный шаг; они перевезли некоторых мышей с нокаутом в другое учреждение и - чтобы предотвратить распространение патогенов - дали мышам антибиотики.
«Мы заметили, что мыши, получавшие антибиотики, набирали меньше веса, чем мыши, которые оставались в старом помещении», - объясняет соавтор исследования Агнешка Труакс.
«Это заставило нас подозревать, что кишечные бактерии способствуют развитию ожирения», - продолжает она.
Кишечные бактерии могут играть ключевую роль
Затем Тинг и его команда изучали мышей с нокаутом, содержащихся в среде, свободной от бактерий, и заметили, что они не прибавляли в весе.Они пришли к выводу, что это произошло потому, что на системы животных не влияла активность бактерий.
В данном случае тот факт, что мышам не хватало NLRP12 По всей видимости, ген не влиял на их набор веса, что позволяет предположить, что воздействие определенных видов бактерий может быть ключом к возможному развитию ожирения.
Исследователи также отметили еще один интересный факт: мыши-нокауты, которые делили жилое пространство со здоровыми грызунами, действительно выражали NLRP12 ген тоже не прибавил в весе.
Это говорит о том, что они подверглись воздействию хороших бактерий от контрольных мышей, которые защищали их от избыточного веса.
Такие результаты говорят о том, что исследования показали, что ожирение коррелирует с потерей бактериального разнообразия в кишечнике.
При ожирении подавляются определенные штаммы бактерий, что позволяет другим бактериям размножаться в отсутствие конкуренции.
Опасности бактериальной потери
В новом исследовании исследователи увидели, что у мышей с нокаутом не хватало NLRP12 ген представил значительную потерю бактериального разнообразия.
В их случае диета с высоким содержанием жиров в сочетании с усилением воспаления, чему способствует отсутствие NLRP12 привело к высокому уровню бактериального семейства Рожистые. Исследователи также обнаружили, что эти бактерии усугубляют вред, наносимый диетой с высоким содержанием жиров.
В то же время нокаутные мыши потеряли много Lachnospiraceae, который является типом полезных кишечных бактерий, которые помогают противодействовать воспалению и конкурируют с Рожистые, сдерживая их распространение.
LachnospiraceaeИсследователи объясняют, что они также обладают защитным эффектом от инсулинорезистентности и ожирения у мышей.
«Все воспалительные и метаболические изменения, которые мы видели в NLRP12- нокаутные мыши во время диеты с высоким содержанием жиров были по существу обращены вспять, когда мы пополнили запасы Lachnospiraceae», - поясняет Truax.
Ученые добавляют, что результаты могут привести к лучшим способам борьбы с ожирением; Lachnospiraceae производят короткоцепочечные жирные кислоты, тип молекулы, играющий важную роль в метаболических процессах. Два из них - бутират и пропионат, которые также обладают важными противовоспалительными свойствами.
Когда исследователи попытались ввести бутират и пропионат для нокаута мышей, они заметили, что этот подход уравновешивает эффект отсутствия NLRP12.
Новые терапевтические возможности
Эти результаты особенно обнадеживают; бутират и пропионат уже доступны в виде добавок.
Более того, у ученых есть веские основания полагать, что те же реакции будут происходить и у людей, а не только у мышей.
Это связано с тем, что дальнейшие анализы, проведенные на образцах жировых клеток, собранных у людей с ожирением, показали, что чем выше индекс массы тела (ИМТ) человека, тем менее активен NLRP12 ген вроде бы.
«На мышах мы показали, что NLRP12 уменьшает воспаление в кишечнике и жировых тканях. Хотя прямой причинный эффект у людей трудно показать, наши сотрудники действительно помогли нам показать, что уровни экспрессии NLRP12 снижаются у людей, которые считаются тучными ».
Дженни Пи Тинг
