Fruktóz metabolizmus és az extracelluláris mátrix fehérje gén expressziójának szabályozása aktivált makrofágokban

Mareca Lodge, Denitra Breuer, Peter Thompson, Grace Scheidemantle, Xiaojing Liu, Arion Kennedy, Fruktóz metabolizmus és az extracelluláris mátrix fehérje gén expressziójának szabályozása az aktivált makrofágokban, A táplálkozás jelenlegi fejleményei, 4. évfolyam, Issue Supplement_2, 2020. június, 1527. oldal, https: //doi.org/10.1093/cdn/nzaa068_012

extracelluláris

Absztrakt

A közelmúltban a fruktózt összekapcsolják a nem alkoholos zsírmáj betegség (NAFLD) kialakulásával, de a progresszió hátterében álló mechanizmusok még tisztázatlanok. A Kupffer-sejteket a májgyulladás és az extracelluláris mátrix (ECM) fehérjéinek szabályozóiként azonosították. Az aktivált makrofágokról ismert, hogy expresszálják a metalloproteináz szöveti inhibitorát (TIMP1), amely gátolja az ECM rekonstrukciójának mátrix metalloproteináz 9 (MMP9) aktivitását, amely fibrózishoz vezet. Emberi és egér modellekben a TIMP1 expresszió pozitívan korrelál a NAFLD progressziójával. Ezen eredmények alapján feltételezzük, hogy a fruktóz szabályozza a TIMP1 gén expresszióját aktivált proinflammatorikus makrofágokban.

A J774 makrofágok és az elsődleges Kupffer sejtek in vitro modelljének felhasználásával a sejteket glükóz vagy fruktóz jelenlétében M1 fenotípus indukálásához kezeltük. Sejteket gyűjtöttünk RNS-re, és RT-PCR-t hajtottunk végre az ECM gén expressziójának mérésére. Elszigetelt Kupffer-sejteket gyűjtöttünk C57BL/6J egerekből, amelyek magas zsírtartalmú étrendet (HFD) tápláltak, kiegészítve 30% fruktózzal vagy 30% glükózzal, és elemeztük ECM expresszióját. A fruktózfelvétel, valamint az intra- és extracelluláris metabolitok vizsgálatára tömegspektrofotometriát és magmágneses rezonanciát végeztek.

A Timp1 gén expressziója szignifikánsan megnőtt a fruktózzal kezelt J77.4 sejtekben a glükózhoz képest. Meglepő módon a fruktózkezelés csökkentette az Mmp9 gén expresszióját. Hasonlóképpen, a fruktózkezelés növelte a TIMP1 fehérje expresszióját az izolált Kupffer sejtekben. In vivo a HF-et és magas fruktózt tartalmazó étrendet fogyasztó egerek izolált májmakrofágjainál a Timp1 gén expressziója megemelkedett a magas glükóz diétával táplált egereknél. A laktát extracelluláris szintje 1,5-szeresére csökkent a fruktózzal kezelt J77.4 sejtekben a glükózhoz képest. A TCA ciklusban és a mitokondriális funkcióban részt vevő metabolitok csökkentek, ha fruktózzal kezelték az aktiválatlan makrofágok glükózját. A fruktózkezelés azonban növelte az intracelluláris metanol és acetát szintjét az M1 makrofágokban a glükózhoz képest.

Adataink azt sugallják, hogy a fruktóz upregulálja a Timp1 expresszióját és esetleg csökkenti a mitokondriális funkciót, miközben növeli az acetát- és metanoltermelést, új mechanizmusokat azonosítva, amelyek révén a fruktóz hajtja a NAFLD progresszióját.