ЕКСПРЕСІЯ ГЕНІВ ПРОТЕЇНФОСФАТАЗ У ПІДШКІРНІЙ ЖИРОВІЙ ТКАНИНІ У ЧОЛОВІКІВ З ОЖИРІННЯМ ТА НОРМАЛЬНОЮ АБО ПОРУШЕНОЮ ТОЛЕРАНТНІСТЮ ДО ГЛЮКОЗИ
Анотація
Проведено вивчення експресії генів, що кодують протеїнфосфатази родини DUSP у підшкірній жировій тканині та ізольованих адіпоцитах двох груп чоловіків з ожирінням: з нормальною і порушеною толерантністю до глюкози у порівнянні з контрольною групою осіб без ознак ожиріння. Встановлено, що рівень експресії генів DUSP1, DUSP4, DUSP6 та DUSP 22 знижується як у підшкірній жировій тканині чоловіків, так і в ізольованих із неї адіпоцитах, за умов ожирінням і нормальної толерантності до глюкози у порівнянні з контрольною групою чоловіків, причому величина обумовлених ожирінням змін в рівні експресії генів є гено-специфічною і виражена більшою мірою для гена протеїнфосфатази DUSP4. За умов ожиріння, ускладненого порушеною толерантністю до глюкози, рівень експресії генів DUSP1, DUSP4, DUSP6 та DUSP22 у підшкірній жировій тканині та ізольованих адіпоцитах був також зниженим у порівнянні з контрольною групою, але був більшим від значень рівня експресії цих генів, виявлених у групі чоловіків з ожирінням і нормальною толерантністю до глюкози. Результати даної роботи вказують на те, що у підшкірній жировій тканині та ізольованих адіпоцитах чоловіків з ожирінням пригнічується експресія генів протеїнфосфатаз родини DUSP та PTEN і, ймовірно, ці зміни пов’язані з розвитком ожиріння та метаболічних порушень. Разом з тим, з порушенням толерантності до глюкози асоціюється підвищення рівня експресії лише генів DUSP1, DUSP4, DUSP6 та DUSP22.
Ключові слова: експресія мРНК, DUSP1, DUSP4, DUSP6, DUSP22, PTEN, підшкірна жирова тканина, адіпоцити, ожиріння, порушена толерантність до глюкози.
Посилання
Bray M.S., Young M.E. The role of cell-specific circadian clocks in metabolism and disease. Obes. Rev. 2009; 10(2): 6–13.
Cagnol S., Rivard N. Oncogenic KRAS and BRAF activation of the MEK/ERK signaling pathway promotes expression of dual-specificity phosphatase 4 (DUSP4/MKP2) resulting in nuclear ERK1/2 inhibition. Oncogene. 2013; 32(5): 564–576.
Casteel M., Nielsen C., Kothlow S., Dietrich R., Martlbauer E. Impact of DUSP1 on the apoptotic potential of deoxynivalenol in the epithelial cell line HepG2. Toxicol. Lett. 2010; 199(1): 43–50.
Considine R.V., Nyce M.R., Kolaczynski J.W., Zhang P.L., Ohannesian J.P., Moore J.H. Jr., Fox J.W., Caro J.F. Dexamethasone stimulates leptin release from human adipocytes: unexpected inhibition by insulin. J. Cell. Biochem. 1997; 65: 254-258.
Dean S.J., Perks C.M., Holly J.M., Bhoo-Pathy N., Looi L.M., Mohammed N.A., Mun K.S., Teo S.H., Koobotse M.O., Yip C.H., Rhodes A. Loss of PTEN expression is associated with IGFBP2 expression, younger age, and late stage in triple-negative breast cancer. Am. J. Clin. Pathol. 2014; 141(3): 323–333.
Degl'Innocenti D., Romeo P., Tarantino E., Sensi M., Cassinelli G., Catalano V., Lanzi C., Perrone F., Pilotti S., Seregni E., Pierotti M.A., Greco A., Borrello M.G. DUSP6/MKP3 is overexpressed in papillary and poorly differentiated thyroid carcinoma and contributes to neoplastic properties of thyroid cancer cells. Endocr. Relat. Cancer. 2013; 20(1): 23 – 37.
Duong H.A., Robles M.S., Knutti D., Weitz C.J. A molecular mechanism for circadian clock negative feedback. Science. 2011; 332: 1436–1439.
Green C.B., Takahashi J.S., Bass J. The meter of metabolism. Cell. 2008; 134: 728-742.
Groschl B., Bettstetter M., Giedl C., Woenckhaus M., Edmonston T., Hofstadter F., Dietmaier W. Expression of the MAP kinase phosphatase DUSP4 is associated with microsatellite instability in colorectal cancer (CRC) and causes increased cell proliferation. Int. J. Cancer. 2013; 132(7): 1537–1546.
Hodakoski C., Hopkins B.D., Barrows D., Mense S.M., Keniry M., Anderson K.E., Kern P.A., Hawkins P.T., Stephens L.R., Parsons R. Regulation of PTEN inhibition by the pleckstrin homology domain of P-REX2 during insulin signaling and glucose homeostasis. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2014; 111(1): 155–160.
Huang W, Ramsey KM, Marcheva B, Bass J. Circadian rhythms, sleep, and metabolism; J. Clin. Invest. 2011; 121: 2133–2141.
Kechagioglou P., Papi R.M., Provatopoulou X., Kalogera E., Papadimitriou E., Grigoropoulos P., Nonni A., Zografos G., Kyriakidis D.A., Gounaris A. Tumor suppressor PTEN in breast cancer: heterozygosity, mutations and protein expression. Anticancer Res. 2014; 34(3): 1387–1400.
Kovac J., Husse J., Oster H. A time to fast, a time to feast: the crosstalk between metabolism and the circadian clock. Mol. Cells. 2009; 282: 75–80.
Li J.P., Fu Y.N., Chen Y.R., Tan T.H. JNK pathway-associated phosphatase dephosphorylates focal adhesion kinase and suppresses cell migration. J. Biol. Chem. 2010; 285(8): 5472–5478.
Lombardi A., Ulianich L., Treglia A.S., Nigro C., Parrillo L., Lofrumento D.D., Nicolardi G., Garbi C., Beguinot F., Miele C., Di Jeso B. Increased hexosamine biosynthetic pathway flux dedifferentiates INS-1E cells and murine islets by an extracellular signal-regulated kinase (ERK)1/2-mediated signal transmission pathway. Diabetologia. 2012; 55: 141–153.
Ozcan U., Cao Q., Yilmaz E., Lee A.H., Iwakoshi N.N., Ozdelen E., Tuncman G., Gorgun C., Glimcher L.H., Hotamisligil G.S. Endoplasmic reticulum stress links obesity, insulin action, and type 2 diabetes. Science. 2004; 306: 457-461.
Pal A., Barber T.M., Van de Bunt M., Rudge S.A., Zhang Q., Lachlan K.L., Cooper N.S., Linden H., Levy J.C., Wakelam M.J., Walker L., Karpe F., Gloyn A.L. PTEN mutations as a cause of constitutive insulin sensitivity and obesity. N. Engl. J. Med. 2012; 367(11): 1002–1111.
Piya S., Kim J.Y., Bae J., Seol D.W., Moon A.R., Kim T.H. DUSP6 is a novel transcriptional target of p53 and regulates p53-mediated apoptosis by modulating expression levels of Bcl-2 family proteins. FEBS Lett. 2012; 586(23): 4233–4240.
Ramsey K.M., Marcheva B., Kohsaka A., Bass J. The clock work of metabolism. Annu. Rev. Nutr. 2007; 27: 219–240.
Ratushna O.O., Minchenko D.O., Danilovskyi S.V., Klimes I., Minchenko O.H. Expression of anti-angiogenic genes in subcutaneous adipose tissue of the obese individuals with pre-diabetes and type 2 diabetes. Studia Biologica. 2012; 6(2): 17–32.
Ruderman N.B., Carling D., Prentki M., Cacicedo J.M. AMPK, insulin resistance, and the metabolic syndrome. J. Clin. Invest. 2013; 123(7): 2764–2772.
Scott E.M., Carter A.M., Grant P.J. Association between polymorphisms in the clock gene, obesity and the metabolic syndrome in man Clock polymorphisms and obesity. Int. J. Obesity. 2008; 32: 658–662.
Shaw R.J. LKB1 and AMP-activated protein kinase control of mTOR signalling and growth. Acta Physiol. (Oxf). 2009; 196: 65-80.
Shimba S., Ogawa T., Hitosugi S., Ichihashi Y., Nakadaira Y., Kobayashi M., Tezuka M., Kosuge Y., Ishige K., Ito Y., Komiyama K., Okamatsu-Ogura Y., Kimura K., Saito M. Deficient of a clock gene, brain and muscle Arnt-like protein-1 (BMAL1), induces dyslipidemia and ectopic fat formation. PLoS One. 2011; 6: 25231р.
Song B., Liu X.S., Liu X. Polo-like kinase 1 (Plk1): an unexpected player in DNA replication. Cell Div. 2012; 7: 3р.
Wang S., Kaufman R.J. The impact of the unfolded protein response on human disease. J. Cell. Biol. 2012; 197: 857–867.
