چگونه 5 آمینو 1MQ پپتید بر تحقیقات تمایز سلول های چربی تأثیر می گذارد

درمان سلول های 3T3-L1 با محیطی که باعث تمایز می شود و در عین حال آنها را به مقادیر مختلف پپتید معرفی می کند، یک روش معمول برای تنظیم آزمایش است. دانشمندان با استفاده از این روش می توانند بهترین تنظیمات درمانی را بیابند و روابط دوز-پاسخ را ایجاد کنند. محققان مشاهده کرده‌اند که در مقادیر حدود 30 میکرومولار، این پپتید رشد سلول‌های چربی را بسیار کم‌تر می‌کند. این امر با تشکیل قطرات چربی کمتر و نشانگرهای چربی زایی کمتر نشان داده می شود. این اثرات که به غلظت بستگی دارد، چیزهای زیادی در مورد این که پپتید چقدر قوی است و چه زمانی می تواند به عنوان دارو استفاده شود، به ما می گوید.

هنگامی که سطوح NAD+ افزایش می یابد، SIRT1 فعال می شود. SIRT1 یک دی استیلاز است که به NAD+ وابسته است و بسیاری از فرآیندهای متابولیکی و بیان ژن را کنترل می کند. وقتی SIRT1 روشن می‌شود، عوامل کلیدی رونویسی چربی‌زا، عمدتاً PPAR (پراکسی زوم تکثیرکننده-گیرنده فعال‌شده گاما) و C/EBP (CCAAT/تقویت‌کننده-پروتئین آلفای اتصال‌دهنده) را از بین می‌برد. این کار آنها را از کار باز می دارد. طبیعی است که این فاکتورهای رونویسی تولید ژن هایی را که برای بالغ شدن سلول های چربی مورد نیاز است، کنترل کنند. محققان دریافته‌اند که وقتی به نمایه‌های بیان ژن در سلول‌هایی که با پپتید درمان شده‌اند نگاه می‌کنند، این تنظیم‌کننده‌های اصلی و اهداف پایین‌دستی آن‌ها به‌طور مداوم به سمت پایین تنظیم می‌شوند. این ثابت می کند که پپتید می تواند آبشار رونویسی چربی زایی را متوقف کند.

محققان از تکنیک های زیست شناسی مولکولی برای بررسی وضعیت تمایز علاوه بر اندازه گیری محتوای چربی استفاده می کنند. PCR کمی مقدار رونوشت های mRNA را می شمارد و وسترن بلات سطح تولید پروتئین مارکرهای چربی را نشان می دهد. این دو روش با هم کار می کنند تا تصویر کاملی از نحوه عملکرد تمایز در هر دو سطح رونویسی و ترجمه ارائه دهند. مطالعات نشان می دهد که درمان سلول ها با5 آمینو 1mqپپتیدتولید نشانگرهای چربی زا را به روشی وابسته به دوز کاهش می دهد. در بالاترین مقدار، برخی از مطالعات سطوح مهار را بیش از 70٪ گزارش می کنند.

رشد سلول های چربی توسط یک آبشار هماهنگ از عوامل رونویسی کنترل می شود. C/EBP و C/EBPδ عناصر اولیه پاسخ- هستند که تمایز را آغاز می‌کنند. پس از آن، این پروتئین ها بیان PPARϺ و C/EBP¼ را القا می کنند. این پروتئین ها تمایز را حفظ می کنند و ژن های سازنده چربی را به عنوان تنظیم کننده های اصلی فعال می کنند. تحقیقات با استفاده از پپتید 5 آمینو 1mq نشان داد که مهار NNMT این چرخه رونویسی را از طرق مختلف قطع می کند.

افزایش سطوح NAD+ و فعال سازی SIRT1 به طور مستقیم بر فعالیت PPARϺ و C/EBP از طریق داستیلاسیون تاثیر می گذارد. SIRT1-دی استیلاسیون با واسطه، فعالیت رونویسی این عوامل را کاهش می‌دهد و باعث می‌شود که چربی- فعال‌سازی ژن‌ها را دشوار کند. آزمایش‌های رسوب ایمنی کروماتین نشان داد که سلول‌های تیمار شده با پپتید، فاکتورهای رونویسی چربی‌زایی کمتری را به محرک‌های ژنی هدف محدود می‌کنند. این نتایج مکانیکی نشان می‌دهد که چگونه یک داروی هدف‌دار NNMT ممکن است با تأثیرگذاری بر یک گره تنظیمی حیاتی بر مسیر چربی‌زایی تأثیر بگذارد.

بررسی‌های متابولیک نشان می‌دهد که گلیکولیز، چرخه اسید سیتریک و متابولیت‌های بیوسنتز لیپید با دادن پپتید به سلول‌ها تغییر می‌کنند. همانطور که سطوح NAD + ثابت باقی ماند، فسفوریلاسیون اکسیداتیو به جای تبدیل به گلیکولیز هوازی، همانطور که در طول چربی زایی طبیعی است، ادامه یافت. این فنوتیپ متابولیک به کاهش سطوح FAS و ACC مرتبط است که اسیدهای چرب تولید می کنند. این نتایج نشان می‌دهد که اثرات پپتید فراتر از رونویسی است و چندین تغییر متابولیک را در بر می‌گیرد که از بلوغ سلول‌های چربی جلوگیری می‌کند.

شکل، عملکرد و ذخیره انرژی میتوکندری در طول رشد سلول های چربی بسیار متفاوت است. با وجود داشتن میتوکندری بیشتر، سلول های چربی در حال رشد قابلیت اکسیداتیو میتوکندری ضعیف تری دارند. پرآدیپوسیت ها بیشتر ATP خود را از طریق فسفوریلاسیون اکسیداتیو تولید می کنند. مطالعات با استفاده از یک پپتید 5 آمینه 1mq نشان می دهد که مهار NNMT عملکرد تنفسی میتوکندری را در طول تمایز حفظ می کند. سلول های متمایز کننده بدون پپتید اکسیژن مصرف می کنند و ATP را با کارایی کمتری تولید می کنند.

حفظ فعالیت میتوکندری کلیدی برای عملکرد متابولیسم NAD + پپتید است. زنجیره انتقال الکترون میتوکندری و بسیاری از دهیدروژنازها نیاز به NAD{2}} NAD+ توسط پپتید حفظ می‌شود. متابولیسم اکسیداتیو به جای گلیکولیز در طول چربی زایی ادامه می یابد. با تجزیه و تحلیل تنفس‌سنجی، محققان دریافتند که سلول‌های تحت درمان با پپتید، الگوهای متابولیکی قابل مقایسه با پیش‌آدیپوسیت‌ها را نشان می‌دهند. این تولید طولانی مدت اکسیژن ممکن است از انرژی بیشتری استفاده کند، که برای درک اینکه چگونه مهار NNMT بر تعادل انرژی بدن تأثیر می گذارد بسیار مهم است.

افزایش سطوح NAD+ SIRT1 را فعال می کند. این سیگنالینگ NF-kB را مهار می‌کند، یک مسیر کلیدی که التهاب را تنظیم می‌کند-که باعث بیان ژن می‌شود. مرحله تمایز پایین‌تر نقش دارد، زیرا سلول‌های چربی کاملاً تشکیل شده، مولکول‌های التهابی بیشتری نسبت به پیش‌آدیپوسیت‌ها تولید می‌کنند. محققان این اثرات را با استفاده از ELISA برای ارزیابی سطوح سیتوکین در محیط کشت اندازه‌گیری کردند. سلول‌های تیمار شده با پپتید به طور مداوم کاهش سطح واسطه‌های التهابی را در سوپرناتانت نشان داده‌اند. با توجه به این نتایج، مهار NNMT ممکن است التهاب بافت چربی را کاهش دهد.

برای درک تمایز سلول های چربی، باید بیان ژن را در سراسر مسیر چربی زایی بررسی کنیم. محققان بیان ژن نشانگر را در طول تمایز با استفاده از PCR زمان واقعی کمی اندازه‌گیری می‌کنند. C/EBP، PPARϺ، آدیپونکتین و لپتین شاخص های قابل توجهی هستند. تمام مراحل درمان سلولی با پپتید 5 آمینو 1mq شاخص ها را کاهش می دهد. این ثابت می کند که مهار NNMT از رونویسی چربی زایی جلوگیری می کند.

توالی‌یابی RNA فعالیت رونویسی کامل ژنوم را نشان می‌دهد، از جمله تمام ژن‌های اصلاح‌شده با تجویز پپتید در طول تمایز. این روش نشان داد که پپتید بیشتر از شاخص‌های استاندارد چربی‌زایی تأثیر می‌گذارد. متابولیسم، التهاب، بازسازی ماتریکس خارج سلولی و ژن های سیگنال دهی سلولی را تغییر می دهد. بیوانفورماتیک می تواند مسیرهای بیولوژیکی پیچیده و شبکه های نظارتی را در مجموعه داده های رونویسی نشان دهد. این نشان می دهد که چگونه مهار NNMT بر عملکرد سلول های سیستمیک تأثیر می گذارد. این پایگاه‌های داده مولکولی وسیع به محققان کمک می‌کند تا فرضیه‌هایی را برای مطالعات آینده و متا{5}}تحلیل‌ها ایجاد کنند.

تجزیه و تحلیل جریان خارج سلولی در زمان واقعی، متابولیسم سلولی را اندازه گیری می کند. این رویکرد به طور همزمان متابولیسم اکسیداتیو (دریافت اکسیژن) و فعالیت گلیکولیتیک (اسیدیته خارج سلولی) را ارزیابی می کند. تحقیقات نشان داده است که سلول‌های تیمار شده با پپتید، متابولیسم اکسیداتیو قوی‌تر و نرخ گلیکولیتیک پایین‌تری نسبت به سلول‌های تیمار نشده نشان می‌دهند. این اثرات متابولیک پس از حذف پپتید باقی می‌ماند و نشان می‌دهد که درمان اولیه ممکن است متابولیسم را برای مادام العمر آموزش دهد. سنجش های عملکردی برای تعیین اینکه ساختار و شکل مولکول بر استفاده از انرژی سلول تأثیر می گذارد بسیار مهم هستند.