BAĞIRSAK MİKROPLARININ OBEZİYETE ETKİSİ

Protein Bağlantıları Bağırsak Mikropları, Biyolojik Saatler ve Kilo Alma

Bağırsak mikrobiyotolojisi, memelilerde enerji depolamasını ve vücut yağ birikimini belirgin şekilde etkileyen çevresel bir faktör olarak tanımlanmıştır ancak altta yatan mekanizmalar belirsizliğini korumaktadır. Burada, mikrobiyota, sirkadiyen transkripsiyon faktörü NFIL3 aracılığıyla vücut kompozisyonunu düzenlediğini gösteriyor. Nfil3 transkripsiyon faktörü bağırsak epitel hücrelerinde diürnale salınır ve sirkadiyen salınımın genliği grup 3 doğuştan gelen lenfoid hücreler, STAT3 (transkripsiyon 3'ün sinyal transdüseri ve aktivatörü) ve epitel hücre sirkadik saati vasıtasıyla mikrobiyot tarafından kontrol edilir. NFIL3, sirkadiyen bir lipid metabolik programının ekspresyonunu kontrol eder ve bağırsak epitel hücrelerinde lipid emilimini ve transportunu düzenler. Bu bulgular bağırsaktaki mikrobiyotanın vücut kompozisyonunu nasıl düzenlediğine ve mikrobiyota, sirkadiyen saat ve konakçı metabolizması arasında önemli bir moleküler bağ olarak NFIL3'ü nasıl kurduğuna mekanistik bir bakış açısı sağlar.

Obezite epidemisi büyük bir halk sağlığı endişesidir ve ekstra kilo vermemiz çoğumuz için bir endişe kaynağıdır. Yine de, normal şekilde yiyebilecek, gece vardiyalı işçiler ve düzenli olarak yurtdışı seyahat edenler dahil, günlerini ve gecelerini karışık hale getiren insanlar için gerçek bir zorluk olabilir. Neden?

En bariz neden, bir saatin bir saatte bir kişinin 24 saatlik biyolojik saatini ve metabolizmasını senkronize etmemesi. Fakat NIH tarafından finanse edilen bir araştırmacılar ekibi, cevabın bağırsaklarımızda yaşayan mikropların trilyonlarını ve daha da belirgin olarak bağırsak hücreleriyle "konuşma" tarzını içerecek şekilde derinleşebileceğini ileri süren farelerde yeni kanıtlara sahipler. Çalışmaları, bağırsak mikroplarının "söylediklerini", "bağırsak hücrelerini diyetten absorbe etmek ve depolamak için ayarlayabilen NFIL3" denilen kilit saat odaklı bir proteinin aktivitesini etkiliyor. saatler.

NFIL3, belirli genleri açıp kapatan bir protein olan bir transkripsiyon faktörüdür. Daha önce yapılan çalışmalar bağışıklık hücrelerindeki rolü üzerine yoğunlaşmıştı, ancak Texas Üniversitesi Güneybatı Tıp Merkezi'ndeki (Dallas) Lora Hooper liderliğindeki bir ekip, NFIL3'ün fare ince bağırsağının iç astarındaki hücrelerde veya epitelyumda keşfedildiğini keşfetti .

İlginç bir şekilde, Science dergisinde yakın zamanda bildirildiği gibi, onlar, herhangi bir bağırsak mikropına sahip olmayan "germ-free" farelerin bağırsaklarında NFIL3 düzeylerinin çok daha düşük olduğunu fark ettiler. Bu bilgiler, NFIL3 transkripsiyon faktörünün bağırsak mikroplarına tepki verdiğini ve bariz bir soru işaret ettiğini ortaya koydu: NFIL3 bağırsak hücrelerinde başka neler yapıyor?

Öğrenmek için, Hooper ve arkadaşları, epitel hücrelerinde Nfil3 geninden yoksun fareler üretti. Bu hayvanlar normal fare yemlerinde yetiştirildiklerinde, normal küçük adamlarından daha yalın büyüdüler.

Her iki grup da yüksek yağlı bir diyetle yerleştirildiğinde, bağırsaklarında NFIL3 içermeyen fareler çok daha az ağırlığa sahipti. Ayrıca daha düşük vücut yağı ve düşük kan yağları, karaciğerde daha az yağ ve daha az diyabet belirtileri de dahil olmak üzere daha sağlıklı olabilecek diğer göstergeler vardı.

Bu, onları beklenmedik bir şekilde sirkadiyen biyolojinin büyüleyici bölgesine getirdi. Birçok metabolik yol, gece gündüz daha fazla aktivite ile gece aktivitesinin azalması arasında salınan gece-gündüz döngüleri ile senkronize edilir. Bu 24 saatlik döngünün düzenlenmesi, gün boyunca Nfil3 de dahil olmak üzere sayısız genin ekspresyonunu modüle eden "sirkadiyen saat" olarak adlandırılan transkripsiyon faktörlerinin temel bir ağıdır [2].

Bununla birlikte, sirkadiyen saat tek başına çalışmaz. Son çalışmalar, bağırsak mikroplarının metabolizmayı derinden etkilemek için bu transkripsiyon faktörleri ile etkileşime girdiğini önermektedir [3]. Bu nedenle araştırmacılar takip ettiğinde ilginçti ve mikropsuz farelerde bağırsak mikroplarının yokluğunun, NFIL3 seviyelerinin düzleşmesine, proteinin normal 24 saatlik ritmini kaybetmesine ve bunun ekspresyonunun mikroplara bağlı olduğuna işaret ettiklerini belirtti.

Bu, yağ depolaması ve kilo alımı için ne anlama gelebilir? İpuçları için, araştırmacılar, NFIL3'ün varlığı olan ve olmayan bağırsak hücrelerindeki diğer genlerin aktivitelerini karşılaştıran temel biyolojiyi derinlemesine incelemişlerdir. Birçoğu günlük ritimleri takip eden 33 gen aktivitesindeki farklılıkları ortaya çıkardılar. Bu genlerden on yedi tane zaten lipidlerin alımında veya metabolizmanın diğer yönleriyle ilgili proteinleri kodladığı biliniyordu.

NFIL3 eksik farelerin zayıflamış olabileceği düşünülüyordu, çünkü bağırsak hücreleri diyetten daha az yağ alır ve daha az yağ depolarlar. Bu noktayı aşmak için, araştırmacılar hayvanların bağırsaklarındaki lipidleri görselleştirmek için kırmızı leke kullandılar. Yukarıda gösterildiği gibi NFIL3'ten yoksun bağırsak hücreleri çok daha az lipid içeriyordu ve ekstra yağ farelerin sindirim sistemlerinden geçti.

12 Eylül 2017.

Prof.Dr.haydar BAĞIŞ 

References:

[1] The intestinal microbiota regulates body composition through NFIL3 and the circadian clock. Wang Y, Kuang Z, Yu X, Ruhn KA, Kubo M, Hooper LV. Science. 2017 Sep 1;357(6354):912-916.

[2] Antagonistic role of E4BP4 and PAR proteins in the circadian oscillatory mechanism. Mitsui S, Yamaguchi S, Matsuo T, Ishida Y, Okamura H. Genes Dev. 2001 Apr 15;15(8):995-1006.

[3] Transkingdom control of microbiota diurnal oscillations promotes metabolic homeostasis. Thaiss CA, Zeevi D, Levy M, Zilberman-Schapira G, Suez J, Tengeler AC, Abramson L, Katz MN, Korem T, Zmora N, Kuperman Y, Biton I, Gilad S, Harmelin A, Shapiro H, Halpern Z, Segal E, Elinav E. Cell. 2014 Oct 23;159(3):514-529.