Leptin receptorsignalering er påkrævet for fedtrig kost-induceret atrofisk gastritis i mice

leptinreceptor signalering er påkrævet for fedtrig kost-induceret atrofisk gastritis hos mus
Abstract
Baggrund
Fedme øger risikoen for maligniteter i forskellige væv, herunder maven. Atrofisk gastritis med præcancerøse læsioner er en fedme-associeret sygdom; imidlertid de mekanismer, der ligger til grund for udviklingen af ​​fedme-associeret atrofisk gastritis er ukendte. Leptin er et hormon afledt af maven samt fedtvæv og gastrisk leptin er involveret i udviklingen af ​​mavekræft. Formålet med den aktuelle undersøgelse er at undersøge inddragelsen af ​​leptin receptor signalering i udviklingen af ​​atrofisk gastritis i kost-induceret fedme.
Metoder Salg Male C57BL /6, ob /ob
og db /db
mus blev fodret med en kost med højt fedtindhold (HFD) eller en kontrol kost (CD) fra 1 uge til 5 måneder. Patologiske ændringer af maveslimhinden og ekspressionen af ​​molekyler associeret med atrofisk gastritis blev evalueret i disse mus.
Resultater Salg HFD fodring induceret gastrisk mucosal hyperplasi med øget gastrisk leptin ekspression. Mucosal hyperplasi blev ledsaget af en højere frekvens af Ki67-positive prolifererende celler og atrofi af gastriske kirtler i nærvær af inflammation, som steg efter HFD fodring. Aktivering af OBR signalsystemer-associerede molekyler såsom OBR, STAT3, Akt, og ERK blev detekteret i maveslimhinden hos mus fodret med HFD i 1 uge. De morfologiske ændringer forbundet med gastrisk mucosal atrofi og ekspressionen af ​​MUC2 og CDX2 ligner dem forbundet med human intestinal metaplasi. I modsætning til vild type mus, leptin-deficiente ob /ob
mus og leptin receptor-muterede db /db
mus viste ikke forøget CDX2 ekspression i respons på HFD fodring.
Konklusion
Sammen disse resultater antyder, at aktivering af leptin-signalvejen i maven er forpligtet til at udvikle fedme-associeret atrofisk gastritis.
Nøgleord
leptin atrofisk gastritis fedtrig kost fedme Baggrund
gastrisk karcinom (GC) opstår typisk på en baggrund af atrofisk gastritis, intestinal metaplasi og dysplasi af maveslimhinden, og er den næststørste årsag til cancer-relaterede dødsfald på verdensplan [1]. Fedme øger risikoen for en højere prævalens af gastritis [2, 3], atrofisk gastritis [4-6], og gastrisk mavemunden adenocarcinom [7-9]. Infektion med Helicobacter pylori
, en bakterie som inficerer mennesker og koloniserer maven, er den fremherskende årsag til præcancerøse læsioner i den mucosale foring af maven [10]. Selvom H. pylori
infektion ikke er begrænset til sygeligt overvægtige patienter, fedme øger forekomsten af ​​kronisk gastritis og GC [2]. Endvidere fedme er ikke kun en risikofaktor for visse tumorer, men er også forbundet med en øget dødelighed [11]. Således fedme potentielt påvirker udviklingen af ​​gastritis i mavens tumorigenese. Derfor er det bydende nødvendigt at identificere signalmolekyler forbundet med både fedme og forstadier til kræft at hjælpe i forvaltningen af ​​højrisiko individer.
Leptin, et produkt af den fede (ob
) genet, primært produceret af adipocytter og handler på dets receptor (OBR) i hypothalamus at undertrykke fødeindtagelse og øge energi udgifter [12]. OBR tilhører klassen I cytokinreceptor familie, og dens struktur er særdeles homolog med den for gp130, den fælles signal-transducerende receptor for interleukin-6 (IL-6) -familien af ​​cytokiner [13]. Af de seks alternative splejsningsvarianter af OBR, kun den lange isoform, ObRb, transducerer et signal kaskade, der aktiverer nedstrøms Janus kinase 2 og signaltransducer og aktivator for transkription 3 (JAK2-STAT3), phosphoinositid 3-kinase (PI3K), og ekstracellulære signal-reguleret kinase 1/2 (ERK1 /2) [14]. Ud over sin rolle i energi homeostase, leptin udøver pleiotrope virkninger på angiogenese, hæmatopoiese, og immunitet samt [14]. Leptin og OBR udtrykkes også i forskellige væv, herunder mave-tarmkanalen [15]. Derudover kan maven spontant udtrykke leptin og OBR, der fører til forøgelse af leptin receptor signalering i maven under GC udvikling [16-18]. Vi har tidligere demonstreret betydningen af ​​leptin signalering i maven og dens rolle i udviklingen af ​​intestinal type gastrisk tumor under anvendelse af en murin model [19]. Dysfunktion af det centrale sympatiske regulering af leptin signalering fremmer leptin resistens. Trods høje niveauer af cirkulerende plasma leptin, behøver overvægtige personer ikke reagerer på sine appetit-undertrykke virkninger, med angivelse af deres leptin resistens [20]. Fordi leptin er afgørende for udviklingen af ​​gastrointestinale maligniteter og giver en sammenhæng mellem fedme og tumorgenicitet [17], en bedre forståelse af dysregulering af gastrisk leptin signalering og dens rolle i fedme-induceret gastrisk patologi er nødvendig.
Metoder
Dyr og kostvaner
Mand C57BL /6J (vildtype: WT), blev ob /ob
, og db /db
mus (CLEA Japan, Tokyo, Japan) er uddannet på 7 uger gamle. Dyrene blev huset individuelt i bure af plast ved 24 ° C ± 1 ° C med lys på 0600-1800 timer. Musene blev forsynet med enten en kontrol-diæt (CD, 10% af kalorier fra fedt, D12450J) eller en fedtrig kost (HFD, 60% af kalorier fra fedt, D12492) (Research Diets Inc., New Brunswick, NJ ) og vand ad libitum
. Den etiske komité for dyreforsøg af det nationale institut for Fysiologiske Sciences godkendt alle dyreforsøg.
Histopatologisk analyse af maveslimhinden
Paraffin-indlejrede gastriske sektioner af 10% formalin-fikserede væv blev opnået fra HFD- og CD -fed mus og blev farvet med hematoxylin og eosin (H &E), og vurderes for ændringer i maveslimhinden. Vurderingen af ​​mucosale ændringer i maven var baseret på en summation af scoringer for hyperplasi (0, ikke-væsentlig ændring, 1, lav, 2, moderat, 3, høj), celleinfiltration (0, ikke-væsentlig ændring; 1, lav, 2, moderat, 3, høj), tab af gastriske kirtelceller (0, ikke-væsentlig ændring, 4, lav, 5, moderat, 6, høj), Alcian blue farvning (0, ikke-væsentlig ændring, 4, omdrejningspunkt, 5, diffus, 6, meget stærk diffus), og dysplasi (0, ikke-væsentlig ændring, 7, lav). Hvert kriterium var uafhængigt blind-scoret af to personer, der bruger kriterier, der tidligere blev defineret [19].
Intragastrisk pH-målinger Salg Gastrisk pH blev målt ifølge en offentliggjort fremgangsmåde [21]. Kort fortalt blev mus aflivet efter bedøvelse ved carbondioxid inhalation. Efter fjernelse maven, blev den gastriske lumen fjernet og vasket med 0,5 ml saltvand (150 mM, pH 7,0), og pH af den opsamlede mavesaft blev målt ved anvendelse af et pH-meter (Mettler, Toledo, OH).
Immunohistokemisk analyse
paraffinindlejrede sektioner af 10% formalin-fikserede væv blev farvet enten med H &E eller med periodisk-syre Schiff (PAS) og Alcian blue. For antigen hentning blev deparaffinerede og rehydrerede prøver behandlet med 3% hydrogenperoxid i methanol for at blokere endogen peroxidaseaktivitet og derefter blev opvarmet i en mikrobølgeovn under anvendelse af et Retrievagen Kit (BD Biosciences, San Jose, CA), efterfulgt af inkubation natten over med primært antistoffer (Abs) ved 4 ° C som anført i supplerende fil 1: tabel S1. Efterfølgende blev objektglassene farvet med en biotinyleret anti-kanin IgG eller anti-gede-IgG Ab og streptavidin-mærkede peroxidase under anvendelse af en Histofine SAB-PO kit (Nichirei Biosciences Inc., Tokyo, Japan) og fremkaldt under anvendelse af 3, 3'-diaminobenzidin (DAB) -opløsning (IMMPACT TM DAB, Vector Laboratories, Burlingame, CA) ifølge fabrikantens protokol, efterfulgt af hæmatoxylin modfarvning. For immunfluorescensfarvning blev objektglassene inkuberet med det primære Abs (Yderligere fil 1: Tabel S1) og omsættes derefter med Alexa 488-konjugeret kanin eller muse IgG Ab eller Alexa 556-konjugeret gede-IgG Ab, alt efter omstændighederne. De farvede objektglas blev monteret under anvendelse forlænge Gold antifade reagens med 4 ', 6-diamidino-2-phenylindol (DAPI) (Life Technologies, Carlsbad, CA) til detektion ved anvendelse af et fluorescens mikroskop (Olympus, Tokyo, Japan).
Western blot analyse
Gastriske epiteliale celler blev isoleret og fremstillet ifølge en modifikation af en tidligere publiceret metode [22]. Dissekeret små segmenter af maven blev omrørt ved stuetemperatur i 10 minutter i en Hanks balanceret saltopløsning (HBSS) (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA) medium indeholdende 1 mM DTT. Efter fjernelse af supernatanten blev vævene omrørt ved 37 ° C i 10 minutter i HBSS indeholdende 10 mM EDTA. Efter fjernelse af supernatanten blev vævet suspensionen passeres gennem en nylonnet for at fjerne snavs og centrifugeret gennem en 25/40% diskontinuerlig Percoll (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) gradient ved 600 x g
ved 20 ° C i 20 min. De indsamlede fra grænsefladen af ​​25/40% celler var epitelcellerne. Lysater blev fremstillet ud fra væv og celler og analyseret ved western blotting, ifølge en tidligere offentliggjort metode [23]. De Abs anvendes i western blotting er sammenfattet i supplerende fil 1: Tabel S1
Laser-capture microdissection
De ovenfor beskrevne paraffinindlejrede gastriske væv blev skåret i 6-um-tykke sektioner og monteret på membran dias (. MembraneSlide 1.0 PEN, Carl Zeiss Microscopy, LLC, Thornwood, NY). Paraffin blev fjernet ved skylning af sektioner med xylen, hvorefter snittene blev nedsænket i en serie af 100% til 70% ethanol bade og lufttørret. Slimhinder sektioner af gastriske epithel blev skåret og opsamlet på AdhesiveCaps (PALM, microLaser Technologies, Bernried, Tyskland) ved en laser-capture mikrodissektion (LMD) systemet (PALM MB-III, microLaser Technologies).
Kvantitativ revers transkription-polymerasekædereaktion reaktion (QRT-PCR)
Total RNA fra LMD prøver og fra murine gastrisk mucosa blev ekstraheret under anvendelse AllPrep FFPE DNA /RNA og RNeasy Mini kit (Qiagen, Valencia, CA), henholdsvis ifølge fabrikantens protokoller. cDNA blev syntetiseret fra ca. 100-200 ng RNA fra LMD sektioner eller 1-2 ug RNA fra gastriske slimhindeceller vha ReverTra Ace ® qPCR RT Kit (TOYOBO, Co., Ltd., Osaka, Japan) i henhold til fabrikantens protokol. QRT-PCR blev udført ved hjælp af Power SYBR Green PCR Master Mix (Life Technologies, Carlsbad, CA) med specifikke primer sæt (400 nm ved den endelige koncentration, Yderligere fil 2: Tabel S2) efter producenternes protokol. Relative ændringer i genekspression blev beregnet ved anvendelse ΔΔCt metoden, og 18S rRNA-genet blev anvendt til normalisering.
Kvantitativ analyse af immunhistokemisk farvning Hus Til mikroskopiske målinger blev leptin-farvet maveslimhinden prøver fotograferet under anvendelse af et mikroskop (Olympus ), og kvantitativ analyse blev udført ved hjælp af ImageJ software (http:... //RSB info NIH gov /ij /indeks html).. Mucosal højde blev målt mellem bunden af ​​de gastriske kirtler og halsområdet.
Plasma assay
Serum blev opsamlet fra blod opnået ved cardiocentesis under bedøvelse og opbevaret ved -80 ° C. Insulin (Mouse Insulin ELISA kit, Shibayagi, Gunma, Japan), leptin (leptin ELISA, Millipore, St. Charles, MO), glucose (Glucose CII-test, Wako, Osaka, Japan), og ikke-esterificeret fedtsyre (NEFA ) (NEFA C-test, Wako) niveauer i sera blev målt ifølge fabrikanternes protokoller.
Statistisk analyse
Mann-Whitney U
test og Kruskal-Wallis testen blev anvendt til at bestemme signifikant forskelle. A p
-værdi på mindre end 0,05 blev betragtet som signifikant. Statistiske analyser blev udført ved anvendelse Prism software version 6 (GraphPad, San Diego, CA, USA).
Resultater Salg HFD-fodrede mus udvikler atrofisk gastritis
at fastslå hvor kost-induceret fedme påvirker patogenesen af ​​maveslimhinden blev C57BL /6-mus fodret enten HFD (60% kalorier fra fedt) eller cd (10% kalorier fra fedt) og histologiske forandringer i maveslimhinden blev undersøgt i en tidsafhængig måde. Sammenlignet med de CD-fodret mus, den HFD-fodret mus udviste hurtig vægtstigning med en hastighed på > 2 g pr uge i de første 12 uger. Derefter blev en moderat stigning på 1 g pr uge observeres fra 12 til 20 uger (fig. 1a). Den cardial slimhinde viste hyperplasi på 1 uge, før nogen signifikant forskel i tilvækst mellem CD- og HFD-fodret grupper (1,5 ± 0,29 i CD vs
1,8 ± 0,4 i HFD, s
>.; 0,05) (fig. 1a og 1b). Ved 3 uger blev der observeret en reduceret parietal celleantal og morfologiske ændringer af foveola i maven, efterfulgt af glandular metaplasi og et fuldstændigt tab af zymogenisk og parietalcellerne på 12 uger efter indledningen af ​​HFD fodring (fig. 1b). Selv om den hyperplastiske ændring af mavens foveolar epitel blev set efter 1 uge i HFD-fodrede mus, få CD45 + infiltrerede celler var til stede i HFD-fed mus (fig. 1b og 1d). Men efter 3 ugers fodring blev en væsentlig mængde af infiltrerede celler ses at have invaderet interglandular og basale rum i overensstemmelse med udviklingen af ​​hyperplasi (fig. 1b og 1d). I antrum blev svag slimhinde hyperplasi observeret i HFD-fodret mus ved 1 uge efter diæt indvielse. Både mavemunden og antrum vises en fornyelse af normale kirtelceller såsom parietal og G-celler med atypiske og uregelmæssige celler efter 3 ugers HFD fodring (fig. 1b). Desuden mildt dysplastiske epitel, med celler viser forstørrede kerner, nuklear pseudostratification og distinkte nucleoli, viste sig i de hyperplastiske læsioner af HFD-fed mus ved 12 uger efter fodring (fig. 1c). En høj frekvens af Ki67-positive prolifererende celler blev observeret i den hyperplastiske og dysplastiske mave læsioner af HFD-fodrede mus, hvorimod disse celler præsenteret en defineret prolifererende zone i CD-fed mus (fig. 1e). Disse ændringer hurtigt skred ved 8 ugers fodring (fig. 2c). Ved 20 ugers fodring, folderne i den blanke maveslimhinden var flad med en bleg udseende, og polyp-lignende læsioner blev observeret i Cardia og fundiske regioner af HFD-fodrede mus (pile i fig. 2a). På dette punkt har celleinfiltration var fuldstændig, og den normale gastriske kirtler blev erstattet af intestinale krypt-lignende strukturer på cardial basale slimhinde HFD-fodrede mus (fig. 2b). Disse resultater indikerer, at HFD-fodring ændrer gastrisk epitel integritet, selv ved den tidlige fase af fodring og antyder, at forekomsten af ​​mucosal hyperplasi i maven blev initieret ved inflammation uafhængige begivenheder. Fig. 1 Patologiske ændringer af maveslimhinden grund HFD-fodring. en Ændring af gevinster i kropsvægt i C57BL /6 J mus fodret CD (n
= 10) eller HFD (n
= 10) i løbet af 20 uger. b repræsentant H &E-sektioner af den gastriske kardia og antrum fra mus fodret CD eller HFD for 1, 3, og 12 uger. c forstørret billede af mavens antrum i mus fodret CD og HFD i fig. 1b på 12 uger efter fodring (forstørrelse, × 400). Cellen nucleolus, nuklear hypertrofi, dyspolarity, og pseudostratification blev observeret. d CD45-farvning af maveslimhinden af ​​1 og 3 ugers HFD-fodret mus. e Ki67-farvning i maveslimhinden hos mus fodret CD eller HFD i 3 uger. 5-10 mus blev anvendt i hver analyse, og repræsentative data er vist
fig. 2 Udvikling af maveslimhinden atrofi i kost-induceret fede mus. a Den gastriske lumen blev åbnet langs den ydre krumning af mus fodret CD eller HFD i 20 uger. Pile angiver polyp-lignende læsioner i maven på HFD-fodrede mus. b repræsentant H &E-sektioner af den gastriske kardia og antrum fra mus fodret cd eller HFD i 20 uger. c De histologiske scoringer fra maver mus fodret cd eller HFD (< 3 uger, 4-8 uger, 8-20 uger af fodring, 10 mus per gruppe) blev gradueret efter de diagnostiske kriterier, der er beskrevet i Methods. Resultater blev analyseret ved Kruskal-Wallis test, efterfulgt af en Dunns multiple sammenligningstest. * P
< 0,05, ** p
< 0,01, NS; ikke signifikant
opregulering af tarm markører i maveslimhinden
Vi yderligere undersøgt, om maveslimhinden i HFD-fed mus udviste funktioner i tarmslimhinden. Vi observerede, at hyppigheden af ​​Alcian Blue-farvede slimceller, der er intestinale slimceller, øget, da de spredt over maveslimhinden i HFD-fed mus (fig. 3a). MUC2, en intestinal type mucin, blev ektopisk udtrykt i maveslimhinden kun HFD-fodrede mus (fig. 3a), hvilket indikerer, at gastrisk mucin blev omdannet til intestinal type, som er blevet observeret i de fleste humane gastriske carcinomer [24]. Resultaterne af genekspression-analyse stemte overens med de immunhistologiske fund. MRNA udtryk for MUC2
Tff3
(et peptid co-udtrykt med MUC2) steg, mens den for de gastrisk-type muciner, MUC1
, Muc5ac
, og Muc6
, forblev uændret eller faldet i de maver HFD-fodret mus (fig. 3b). Cardia af HFD-fodrede mus viste også ektopisk ekspression af phospholipase A2 (PLA2), en intestinal Paneth cellemarkør (fig. 3a). I modsætning hertil ekspressionen af ​​H + K + - ATPase, en markør for parietalcellerne der udskiller mavesyre, nedsat med en samtidig forhøjelse af gastrisk pH i HFD-fed mus (. Figur 3a og 3c) . Desuden dereguleringen af ​​transkriptionsfaktor ekspression gennemfører i en metaplastisk fænotype. Følgelig mRNA ekspression af CDX2
, en intestinal mester transkriptionsfaktor, er en markør for intestinal metaplasi, var højere i HFD-fed mus ved 1 uge (fig. 3e). Endvidere blev CDX2
mRNA-ekspression steget i maveslimhinden af ​​HFD-fodret mus ved 12 uger i modsætning til den, der observeres i CD-fodret mus, hvor det var konstant (Fig. 3d og 3e). I overensstemmelse med den ektopisk CDX2
mRNA-ekspression, mRNA for Sox2
, en transkriptionsfaktor til maven organogenese [25], tendens til at blive nedreguleret, hvilket indikerer udviklingen af ​​intestinal metaplasi i maveslimhinden i HFD-fed mus ( fig. 3e). Tilsammen disse resultater indebærer, at HFD-fodring accelererer tarm metaplasi. Fig. 3 Ændring af intestinale karakteristika i maveslimhinden af ​​HFD-fodrede mus. Gastric sektioner farvet for PAS-Alcian Blue, MUC2, PLA2, og H + K + ATPase (a), og CDX2 (d) i mus fodret CD eller HFD i 20 uger. Gen-ekspression af muciner (b), og CDX2
og Sox2
(e) i maveslimhinden af ​​mus fodret cd eller HFD ved 1 til 12 uger efter fodring. Vi udnyttet 5-10 mus i hver analyse, og repræsentative data vises. c Den gastrisk pH i gastriske lumen blev målt ifølge beskrivelsen gives i Methods. Værdier repræsenterer middel ± SD af 5 mus. Resultaterne blev analyseret af Kruskal-Wallis test. * P
< 0,05
HFD fodring aktiverer tidlig leptin receptor signalering under gastrisk intestinal metaplasi
grund af den tidlige morfologiske ændringer observeret i maveslimhinden, undersøgte vi genekspression af mave-specifikke hormoner, peptider og enzymer 1 uge efter HFD fodring . Leptin mRNA-ekspression i særdeleshed var signifikant højere i maven på HFD-fodrede mus; derimod ghrelin-ekspression var lavere i HFD-fodrede mus (fig. 4a). Udtrykket af andre gener såsom Atp4a
, Atp4b
, Pga
, og PGC
, som koder for H + K + - ATPase, pepsinogen A, og pepsinogen C henholdsvis viste ikke signifikante forskelle mellem cD- og HFD-fodret mus, selv udtryk for Atp4a
og Atp4b
tendens til at falde (fig. 4a). Normalt er leptin udtrykt i chef og parietalceller [26, 27]; dog HFD-fodret mus udviste stærk leptin ekspression i hyperplastiske gastrisk epithel (fig. 4b og 4c). Selvom serumleptinkoncentrationen den var ens CD- og HFD-fodrede mus efter 1 uge efter fodring (figur 4d.), Leptin ekspression i den hyperplastiske region af maven var i overensstemmelse med de strukturelle ændringer, der observeres på H &E-farvede sektioner efter 1 uge (fig. 1b). Den leptin udtryk fortsatte med at stige til 12 uger efter HFD fodring, hvorefter udtrykket ca. inddrevet til niveauet observeret i CD-fed mus ved 20 uger (fig. 4b og 4c). Samtidig med den høje leptin ekspression efter 1 uge, phosphorylering af ObRb, STAT3, Akt, og ERK, som er molekyler, der er forbundet med leptin receptor signalering, blev påvist i maveslimhinden af ​​HFD-fed WT-mus (fig. 5A). Disse molekyler forblev aktiveret ved 4 uger efter fodring. I modsætning hertil leptin-mangel ob /ob
og OBR muteret db /db
mus viste ikke phosphoryleret ObRb, og kun udviste lidt aktiveret STAT3, Akt, og ERK. Til støtte for gyldigheden af ​​disse resultater, har isotype-kontrol Ab ikke reagere specifikt og ikke udtryk for p-ObRb blev påvist i db /db
mus (fig. 5b og 5c). Fig. 4 Styrkelse af gastrisk leptin udtryk i den tidlige periode af HFD fodring. en Genekspression af gastriske-specifikke molekyler på 1 uge efter CD og HFD fodring. b Gastric sektioner farvet for leptin i mus fodret CD eller HFD for 1, 12 og 20 uger. c Kvantificering af leptin ekspression i (b). Dataene er præsenteret som den relative ekspression på hvert tidspunkt til ekspressionsniveauet i antrum af CD-fodrede mus efter 1 uge. koncentration d Serum leptin i mus fodret CD og HFD til 1 uge. Værdierne repræsenterer middelværdier ± SD af 5 mus. Resultaterne blev analyseret ved anvendelse af Mann-Whitney U
test. * P
< 0,05, ** p
< 0.01
Fig. 5 opregulering af leptin receptor signalering i maveslimhinden af ​​HFD-fodret WT mus. en Western blot-analyse af phosphoryleringen af ​​ObRb, STAT3, Akt og ERK1 /2 i maveslimhinden af ​​WT, ob /ob
og db /db
mus fodret CD og HFD for 1 og 4 uger. I alt 3 mus blev anvendt i hver kostgruppe pr ét eksperiment. Hvert eksperiment blev gentaget to gange, og repræsentative data er vist. b Immunhistokemi og (c) Western blot analyse af phosphorylering af OBR i maveslimhinden af ​​db /db mus og Salg WT mus fodret cd eller HFD i 3 uger. Vi udnyttet 3 mus i hver analyse, og repræsentative data vises. Pile angiver fosforyleres OBR-positive celler
Kronisk betændelse kan udløse atrofisk gastritis. IL-6 og IL-11, som overvejende udtrykkes i maven, modulere inflammatoriske reaktioner under neoplastisk progression [28, 29]. Især IL-11 ekspression øges i atrofisk gastritis og i intestinal metaplasi af fundiske slimhinde [30]. At identificere potentielle initiatorer af intestinal metaplasi undersøgte vi ekspressionen af ​​leptin, IL-6 og IL-11 i maveslimhinden. Ud fra følgende betragtninger leptin blev udtrykt ved 1 uge efter fodring, har IL6
og Il11
mRNA-niveauer ikke stige i gastrisk Cardia af HFD-fodret mus indtil 3 uger efter diæt indledning (fig. 6a). Efter 12 uger, IL-11-ekspression ledsaget et øget antal CD45 + infiltrerede celler (fig. 6a og 6b). Disse resultater antyder, at HFD-induceret leptin ekspression og nedstrøms aktivering forud for induktion af inflammatoriske cytokiner under intestinal metaplasi. Fig. 6 Forsinket induktion af proinflammatoriske cytokiner i maveslimhinden efter HFD-fodring. en genekspression af leptin, IL6
, og Il11
i maveslimhinden af ​​CD- og HFD-fodret mus efter 1, 3 og 12 uger. Værdierne repræsenterer middelværdier ± SD af 4 mus. Resultaterne blev analyseret af Kruskal-Wallis test. * P
< 0,05, p
< 0,01. b Immunohistologisk farvning af maven dele af CD og HFD-fodret mus med Abs mod IL-11 og CD45
Mangel på leptin signalering undertrykker gastrisk tarm metaplasi
HFD fodring aktiveret leptin signalering, hvilket fører til intestinal metaplasi i WT mus . Omvendt bør fraværet af leptin signalering derfor undertrykke HFD-induceret gastrisk patologi. For at undersøge rollen af ​​leptin signalering i udviklingen af ​​intestinal metaplasi, undersøgte vi gastriske mucosale ændringer i leptin-deficiente ob /ob
mus og leptin receptor-muterede db /db
mus. Den ob /ob
og db /db
mus viste en højere kropsvægt end gjorde WT mus; blev dog ikke observeret nogen signifikant forskel i kropsvægt mellem CD- og HFD-fodret mus ved 1 uge efter fodring (Yderligere fil 3: Figur S1a). Den ob /ob
og db /db
mus fodret cd'en i 1 uge udstillet hyperinsulinæmi, mens kun HFD-fodret ob /ob
mus viste øget insulin niveauer. HFD-fodret db /db
mus viste insulinniveauer svarende til CD-fed db /db
mus på grund af deres insulinresistens (Yderligere fil 3: Figur S1b). Den db /db
mus også udstillet hyperleptinemia og hypergluconemia. Men den (NEFA) koncentration ikke-esterificeret fedtsyre ikke variere blandt WT, ob /ob
, og db /db
mus fodret med enten cd eller HFD (Yderligere fil 3: Figur S1b). Histopatologisk analyse viste, at sammenlignet med WT-mus, ob /ob
og db /db
mus, der var overvægtige og insulin- eller leptin- resistente viste nogle morfologiske ændringer såsom hyperplasi af mavens cardial mucosa ved 1 uge efter initiering af HFD fodring (fig. 7a). Mucosal højde analyse var i overensstemmelse med de histologiske fund (fig. 7C). Desuden afslørede immunhistokemisk analyse øget colokalisering af CDX2 og leptin i maveslimhinden af ​​WT mus fodret den HFD i 1 uge (Fig. 8a), hvorimod db /db
mus ikke viser CDX2 udtryk i leptin-positive celler. I modsætning hertil viste ob /ob
mus lidt CDX2 og ingen leptin ekspression. Tilsvarende blev co-lokalisering af phosphoryleret ObRb og CDX2 detekteret i HFD-fed WT mus, men ikke i HFD-fodret ob /ob
eller db /db Salg mus, som viste kun nogle phosphorylering af ObRb eller CDX2, henholdsvis. CD-fodret ob /ob og db /db mus udviste en drastisk stigning i kropsvægt, men kun lille hyperplasi i det gastriske mucosa sammenlignet med WT mus ved 3 uger (fig. 7B og 7C). Trods højere kropsvægt, ob /ob
og db /db
mus fodret den HFD i 3 uger udstillet mindre hyperplasi end gjorde WT mus fodret den HFD i 20 uger. Efter 20 ugers HFD fodring, WT mus præsenteret en uregelmæssig og sammensmeltet struktur i Cardia (fig. 7b). HFD fodring øgede ikke ekspressionen af ​​CDX2 og MUC2 i maveslimhinden af ​​ob /ob
og db /db
mus (fig. 8b). Disse resultater antyder, at leptin signalering i maven er en vigtig faktor, der fører til metaplastisk patologi i fedmerelateret gastritis. Fig. 7 Undertrykt ændring af gastrisk morfologi i HFD-fodrede mus blottet for leptin signalering. Repræsentativ H &E-sektioner af maveslimhinden fra WT, ob /ob
og db /db
mus fodret cd eller HFD i 1 (a) og 3 uger (b). Hver værdi i billederne viser legemsvægten af ​​musen, hvorfra maveslimhinden opnået og farvet med H &E-farvning. C Bestemmelse af mucosal højde i det gastriske fundus af WT, ob /ob
og db /db
mus efter 1 og 3 uger og WT mus ved 20 uger efter fodring. Værdierne repræsenterer middelværdier ± SD af 4 mus. Resultaterne blev analyseret af Kruskal-Wallis test. * P
< 0,05, ** p
< 0.01
Fig. 8 Nedregulering af intestinale epiteliale markører i mus blottet for leptin signalering. en Immunohistologisk farvning af maven dele af CD og HFD-fodret mus med Abs mod leptin, CDX2, og p-ObRb. b genekspressionen af ​​CDX2
og MUC2
i maveslimhinden hos mus fodret CD eller HFD til 1 uge. Værdierne repræsenterer middelværdier ± SD af 4 mus. Resultaterne blev analyseret af Kruskal-Wallis test. * P
< 0.01
Diskussion
Denne undersøgelse præsenterer den første dokumentation for den teori, at HFD-induceret forbedret leptin receptor signalering i maveslimhinden forårsager atrofisk gastritis i en musemodel. Vi fandt, at HFD fodring udløser leptin produktion og aktiveringen af ​​leptin-OBR signalering i maveslimhinden, fremme atrofisk gastritis og intestinal metaplasi. I betragtning af den højere frekvens af gastritis hos overvægtige patienter [31, 32], vores resultater underbygger den rolle, leptin receptor signalering i fedme-induceret atrofisk gastritis. H. pylori
infektion betragtes som en væsentlig årsag til kronisk gastritis og GC [33, 34]; Men meget få H. pylori
inficerede patienter udvikler GC [35]. Endvidere hyppigheden af ​​gastritis er betydeligt højere i sygeligt overvægtige patienter, mens forekomsten af ​​H. pylori
infektion ligner hos overvægtige og ikke-overvægtige personer [2]. , Fedme er således en vigtig faktor tegner sig for forekomsten af ​​histologiske gastritis og omdannelsen af ​​gastriske slimhindeceller udover H. pylori
infektion.
Foruden fedtvæv, placenta [36] og mælkekirtler [ ,,,0],37, 38] også producere leptin, som understøtter trofoblasten celleproliferation at regulere fosterets vækst og udvikling [39, 40] og udviklingen af ​​mælkekirtlen hhv. I disse væv, er leptin fremstilles i både normale og maligne celler, og dets overekspression er blevet påvist i neoplastiske celler [36, 41]. Alle forfattere læst og godkendt den endelige manuskript.

• Flere primære malign sygdom og primær sporadisk kolorektal cancer i Japan: forekomst af mavekræft med kolorektal kræftpatienter kan være højere end tidligere indregnet
• Risikovurdering af mavekræft er forbundet med asbestose: en case-rapport