Afiliere Centru de cercetare și dezvoltare, Bioneer Corporation, Daejeon, Republica Coreea

efectul

Afiliere Centru de cercetare și dezvoltare, Bioneer Corporation, Daejeon, Republica Coreea

Afiliere Centru de cercetare și dezvoltare, Bioneer Corporation, Daejeon, Republica Coreea

Afiliere Centru de cercetare și dezvoltare, Bioneer Corporation, Daejeon, Republica Coreea

Afiliere Centru de cercetare și dezvoltare, Bioneer Corporation, Daejeon, Republica Coreea

Afiliere Centru de cercetare și dezvoltare, Bioneer Corporation, Daejeon, Republica Coreea

  • Ji-Hee Kang,
  • Sung-Il Yun,
  • Mi-Hee Park,
  • Parcul Jun-Hong,
  • Atât de tânăr Jeong,
  • Han-Oh Park

Cifre

Abstract

Citare: Kang J-H, Yun S-I, Park M-H, Park J-H, Jeong S-Y, Park H-O (2013) Efect anti-obezitate al Lactobacillus gasseri BNR17 la șoareci obezi induși de dietă cu zahăr ridicat. PLOS ONE 8 (1): e54617. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0054617

Editor: Kathrin Maedler, Universitatea din Bremen, Germania

Primit: 8 iulie 2012; Admis: 13 decembrie 2012; Publicat: 30 ianuarie 2013

Finanțarea: Această activitate a fost susținută de Programul de dezvoltare a tehnologiei alimentare cu valoare adăugată ridicată; Ministerul Alimentației, Agriculturii, Silviculturii și Pescuitului, Republica Coreea. Finanțatorii nu au avut niciun rol în proiectarea studiului, colectarea și analiza datelor, decizia de publicare sau pregătirea manuscrisului.

Interese concurente: Toți autorii sunt angajați de Bioneer Corporation. Bioneer Co. are brevete pentru Lactobacillus gasseri BNR17. Acest lucru nu modifică aderarea autorilor la toate politicile PLOS ONE privind schimbul de date și materiale, așa cum este detaliat online în ghidul pentru autori.

Introducere

Obezitatea este cauzată de mai mulți factori, inclusiv factori genetici, metabolici, comportamentali și culturali. Mai precis, aportul ridicat de grăsimi și consumul redus de energie sunt principalele cauze ale obezității, precum și tulburări metabolice, cum ar fi rezistența la insulină, diabetul de tip 2 și bolile cardiovasculare [1], [2]. Au fost dezvoltate o varietate de programe și tratamente, inclusiv medicamente terapeutice, intervenții chirurgicale și control dietetic pentru gestionarea sau prevenirea obezității; cu toate acestea, acestea sunt adesea asociate cu probleme de siguranță. Prin urmare, dezvoltarea unui supliment alimentar sigur și eficient pentru a ajuta la gestionarea greutății corporale este esențială.

Lactobacilii și bifidobacteriile sunt reprezentative pentru microorganismele probiotice care beneficiază de sănătatea umană prin modularea sistemului imunitar [3], prevenirea cancerului [4], îmbunătățirea funcțiilor intestinale [5] și un efect hipocolesterolemic [6]. Recent, unele studii au extins funcționalitatea probioticelor pentru gestionarea obezității. S-a demonstrat că unele probiotice au o proprietate anti-obezitate prin reglarea metabolismului lipidelor și glucozei [7], [8], producând acid linoleic conjugat [9], [10], reducând dimensiunea adipocitelor și mărind numărul de adipocite mici din țesut adipos alb [11] și reglarea leptinei [12].

Am observat efectele L. gasseri BNR17, o tulpină probiotică izolată din laptele matern uman, pe șobolanul SD alimentat cu dietă bogată în zaharoză și pe șoarecele transgenic db/db [13], [14]. În aceste studii, L. gasseri BNR17 a suprimat greutatea corporală și creșterea în greutate a grăsimii, glicemia post-prandială și postprandială și îmbunătățirea toleranței la glucoză pe cale orală. Scopul studiului actual a fost extinderea acestor observații și elucidarea mecanismului implicat în activitatea anti-obezitate a L. gasseri BNR17. Am investigat impactul L. gasseri BNR17 asupra creșterii în greutate corporală, a acumulării de grăsime și a expresiei ARNm a genelor legate de obezitate la șoarecii obezi induși în dietă.

Materiale și metode

Animale și experiment

Analiza PCR în timp real

ARN-ul a fost extras din ± 0,1 g de țesuturi folosind kitul RNeasy Mini (Qiagen) pentru ficat și kitul RNeasy Lipid Tissue Mini (Qiagen) pentru țesutul adipos alb, conform protocoalelor producătorului. ADNc a fost sintetizat folosind kitul Accupower® Rocketscript ™ Cycle RT Premix de la Bioneer (Daejeon, Coreea de Sud). qPCR a fost efectuat folosind un Exicycler (Bioneer) cu Accupower® 2 × Greenstar qPCR Master Mix (Bioneer). Exemple de secvențe pentru genele de șoarece vizate sunt listate în Tabelul 1.

Analize biochimice

Peptidele endocrine (grelină, GIP, GLP-1, glucagon, insulină, leptină) au fost determinate folosind un sistem de suspensii Bio-Plex (Luminex, Austin, SUA). Parametrii metabolici, inclusiv nivelurile de glucoză, colesterol total, HDL-colesterol și LDL-colesterol din ser, au fost analizați folosind un analizor clinic 7020 (HITACHI, Tokyo, Japonia).

Măsurarea dimensiunii adipocitelor

Mărimile adipocitelor din țesutul adipos mezenteric, subcutanat, epididimal și perirenal au fost măsurate în țesutul încorporat în parafină. Pe scurt, țesuturile adipocite au fost fixate în soluție de formalină neutră 10%, încorporate în parafină, tăiate în secțiuni de 4 µm și colorate cu hematoxilină și eozină. Dimensiunile celulelor au fost măsurate folosind un DIXI3000 (Leica, Wetzlar, Germania).

Analize statistice

Datele au fost exprimate ca valori medii cu erorile lor standard. Analizele au fost efectuate folosind teste t perechi și teste de sumă de rang Wilcoxon. Diferențele au fost considerate semnificative statistic la valorile P Figura 1. Suplimentarea cu L. gasseri BNR17 scade creșterea în greutate corporală indusă de dieta cu zaharoză ridicată și acumularea de masă grasă.

(A) Schimbarea greutății corporale, (B) schimbarea aportului de alimente, (C) imagini reprezentative de scanare CT ale acumulării de grăsime abdominală (stânga) și a întregului corp (dreapta) (în negru) la 10 săptămâni (D) corespund volumului a grăsimii subcutanate și abdominale, (E) imagini reprezentative de colorare a țesutului adipos la șoareci din patru grupuri, (F) suprafață medie a adipocitelor (µm 2). Datele reprezintă media ± SD. T-test pereche: * P # P ## P ### P Tabelul 2. Greutatea corporală, greutatea grăsimii și greutatea organelor șoarecilor hrăniți cu dietele experimentale timp de 10 săptămâni.

L. gasseri BNR17 Afectează Expresia ARNm a genelor legate de obezitate și diabet în ficatul și țesutul adipos alb

Efectul BNR17 asupra expresiei genelor legate de obezitate a fost investigat folosind RT-PCR în timp real. Expresiile ARNm ale ACO, CPT1, PPARα, PPARδ și ANGPTL4 au fost semnificativ mai mari în grupurile BNR17 comparativ cu grupul HSD (Figura 2). Mai mult, expresiile ARNm ale ACC și SREBP-1c au arătat tendințe de a fi mai mici în grupurile BNR17.

Șoarecilor C57BL/6J li s-au administrat ND, HSD sau HSD conținând BNR17 (10 9 sau 10 10 CFU) timp de 10 săptămâni. Ficatul a fost apoi îndepărtat și expresia ARNm a fost măsurată prin RT-PCR în timp real folosind β-actină ca genă de menaj. Datele reprezintă media ± SD. T-test pereche: * P # P ## P Figura 3. L. gasseri BNR17 afectează expresia ARNm în țesutul adipos alb.

Șoarecilor C57BL/6J li s-au administrat ND, HSD sau HSD conținând BNR17 (10 9 sau 10 10 CFU) timp de 10 săptămâni. Țesutul adipos alb a fost apoi îndepărtat și expresia ARNm a fost măsurată prin RT-PCR în timp real folosind β-actina ca genă de menaj. Datele reprezintă media ± SD. T-test pereche: * P # P Figura 4. L. gasseri BNR17 afectează hormonii endocrini.

Șoarecilor C57BL/6J li s-au administrat ND, HSD sau HSD conținând BNR17 (10 9 sau 10 10 CFU) timp de 10 săptămâni. Serul a fost obținut prin centrifugare a sângelui integral și analizat. GIP, polipeptidă insulinotropă dependentă de glucoză; GLP, o peptidă asemănătoare glucagonului. Datele reprezintă media ± SD. Testul sumei de rang Wilcoxon: * P # P ## P 10 9 CFU. Acest lucru nu este în concordanță cu un studiu anterior al activității antidiabetice dependentă de doză a BNR17 la șoareci db/db [14]. Deși nu am clarificat motivul din acest studiu, recent, s-a raportat că imunomodularea celulelor dendritice de către probiotice a prezentat profiluri foarte diferite în funcție de inoculul bacterian, astfel încât efectul probiotic poate diferi în funcție de frecvența și mărimea dozelor ingerate [ 35]. Aceasta înseamnă că determinarea dozei eficiente optime de probiotice poate fi necesară pentru dezvoltarea viitoare a produselor comerciale.

În mod interesant, am observat schimbări în mai mulți biomarkeri legați de diabet în acest studiu. GLUT4 este unul dintre principalii transportori de glucoză exprimat în mușchiul scheletic și țesutul adipos. Se știe că o creștere a expresiei GLUT4 în mușchiul scheletic îmbunătățește rezistența la insulină asociată cu obezitatea sau diabetul [36], în timp ce s-a raportat că modificările adipose ale expresiei genei GLUT4 au fost mai mult legate de rezistența la insulină și de diabetul de tip 2, mai degrabă decât de obezitate [37]. . În studiul nostru, BNR17 a crescut semnificativ expresia ARNm GLUT4 în țesutul adipos alb (Figura 3). Mai mult, nivelul de insulină a crescut în grupul HSD, care a scăzut semnificativ prin suplimentarea cu BNR17 (Figura 4). În cazul pre-diabetului, creșterea glicemiei stimulează secreția de insulină și ulterior induce hiperinsulinemia cu un interval normal de glucoză în sânge. Hiperinsulinemia este frecvent însoțită de obezitate și un biomarker al rezistenței la insulină [38]. Se așteaptă ca reglarea GLUT4 și a insulinei să fie probabil atribuită activității anti-diabet a BNR17.

Contribuțiile autorului

Conceput și proiectat experimentele: JHK SIY. A efectuat experimentele: JHK SIY MHP JHP SYJ. Analiza datelor: JHK HOP. Am scris lucrarea: JHK.