وبلاگ

تزریق icv، AGRP

دریافت غذا ، وزن بدن ، هزینه انرژری

مدل های فاقد AGRP

رفتار دریافت غذا و اکتساب وزن طبیعی ، تفاوت اندکی در MCH

مدل های بدونNPY/ AGRP

رفتار دریافت غذاو اکتساب وزن طبیعی، عدم پاسخ دهی به تزریق گرلین

تزریق AGRP RNAi به داخل هیپوتالاموس

مهار ۵۰ درصدی بیان AGRP، میزان متابولیک، وزن بدن،
دریافت غذا طبیعی

موش های تراریخته که دارای تظاهر بالای AGRP می باشند، چاقی شدید، افزایش طول بدن، افزایش انسولین، تاخیر درشروع افزایش قند، هایپرپلازی سلولهای پانکراس و کاهش سطح کورتیکوسترون را بروز می دهند.
این مشاهدات حاکی از آن است که افزایش سطح AGRP مشاهده شده متعاقب ناشتایی یا در پاسخ به سیگنال های هورمونی، رفتار دریافت غذا، را تحریک می کند. جالب اینکه موش های فاقد AGRP (-/- AGRP ) قابلیت تولید مثل داشته واختلالات هیستولوژیک یا پاتولوژیک خاصی را بروز نداده و سطوح سرمی گلوگز، لپتین ، تری گلیسیرید و اسیدهای چرب قابل مقایسه ای با همتایان طبیعی خود دارند. موش های -/- AGRP ، -/- NPY و موش های فاقد NPY /AGRP کمبود وزن بدن و اختلال تغذیه ای نداشته و پاسخ طبیعی به گرسنگی نشان می دهند.
در موش های -/- AGRP بیان MC3R ، MC4R یا NPY قابل مقایسه با موش های طبیعی می باشد. این اطلاعات بیان می کنند که فقدان دائمی^[۷۶]AGRP می تواند منجربه ایجاد مکانیسم های جبرانی شود.
در یک تحقیق دیگر به جای حذف کامل ژن از RNA مداخله گر (RANi ) در ARC برای کاهش تظاهر AGRP استفاده شد این روش احتمالا از لحاظ فیزیولوژیکی روش مناسب تری به نظر می رسد.RNAi باعث مهار ۵۰ درصدی پیام AGRP در هیپوتالاموس شد که با افزایش میزان متابولیک و کاهش وزن بدن بدون هیچ تغییری در دریافت غذا همراه بود(۴۸).

این یافته مطابق نتیجه تحقیقی بود که در آن از حیوانات تحت درمان با AGRP استفاده شد که در آنها BAT UCPI و توده چربی و سطح لپتین افزایش یافت، که همه این عوامل به طور بالقوه هزینه انرژی کلی بدن را تنظیم می کنند. بنابراین روشی که به طور متوسطی سطح بیان AGRP را کاهش دهد می تواند ابزار را برای شناسایی تنظیم وزن بدن و افزایش هزینه انرژی بدست دهد.
۲-۴-۹ مدل های ژنتیکی انسانی AGRP
علاوه بر مدل های حیوانی که به وضوح دخالت AGRP را در تنظیم تعادل انرژی نشان می دهند ، مطالعات بر روی انسان ها ارتباط نوید بخش پلی مورفیسم های نوکلئوتیدی منفرد AGRP (SNPS )^[77] را با مقاومت در برابر چاقی و شاید دیابت نوع دو در آفریقائی های سیاه ^[۷۸] نشان می دهد.
سطح AGRP پلاسما در افراد چاق بالا می رود که با اطلاعات موجود در مورد حیوانات ،‌که در حین ناشتایی سطح آن بالا می رود، همخوانی دارد(۴۹). مطالعه ای دیگر نشان می دهد که ۶ روز ناشتایی در افراد لاغر، نه در افراد چاق باعث افزایش سطح AGRP می شود.بررسی جهش ها چندین SNPs عملکردی را در AGRP مشخص کرده است که با فنوتیپ های متعدد لاغری ^[۷۹] همراه می باشند. آلل T از >T SNP38C- در مردم سیرالئون همراه با لاغری و کاهش چربی در سیاه پوستان در مطالعه خانوادگی هریتیج ^[۸۰]همراه بود. بعلاوه تمام دیابت های (T2DM ) ثبت شده در سیرالئون هموزیگوس CC ( برای >T SNP38C ) بودند که بیانگر آن است که آلل T نه تنها مستعد کننده مقاومت در برابر چاقی در دو طرف اقیانوس اطلس است بلکه می توانند همچنین مکانیسم حمایتی را در برابر ابتلا به T2DM در آفریقایی های سیاه به وجود آورد. دو جهش خاموش در ناحیه کدگذاری ^[۸۱] با فنوتیپ چاقی همراه نبود.
SNP دیگر در ناحیه کدگذاری که آلانین را در موقعیت ۶۷ با یک ترئونین عوض می کند همراه با چاقی نبود اما بی اشتهایی عصبی را در پی داشت. جالب اینکه این SNP فقط در سفیدپوستان دیده شد. در مقابل دو پروموتر SNPs (>T38C– و -۳۰۱۹G>A) که فقط در سیاهپوستان بافت شد. مطالعات بعدی نشان داد که هتروزیگوت برای Ala67Thr در برابر تاخیر شروع چاقی مقاوم است و این یافته بعدا در مطالعه دیگری که افراد نادر هموزیگوت برای آلل ترئونین کاهش چربی بدن را به همراه داشتند تایید شد.
این یافته ها در مجموع بیان می کنند که SNPsAGRP درانسان بر فنوتیپ های متابولیک اثر می گذارد به طوری که افرادی که آلل های کمتررایج را حمل می کنند ( یا در افراد سفید پوست یا سیاهپوست ) به طور بالقوه از ابتلا به چاقی در محیط های مستعد به چاقی محافظت می شوند(۱۲).
۲-۴-۱۰ اثرات طولانی‌مدتAGRP بر دریافت غذا
هرچند اثر کوتاه‌مدتAGRP بر روی رفتار دریافت غذا می‌تواند بواسطه اثر مهارکنندگی آن روی گیرنده‌هایMC₃ وMC₄ باشد ولی مکانیسم‌های دیگری در فعال‌سازی و حفظ اثرات طولانی‌مدت روی اشتها درگیر می‌باشند.
مطالعه هاگان و همکارانش در سال ۲۰۰۰ نشان داد که فقط یک دوز تزریقAGRP اثر تحریک‌کنندگی خود را بر روی دریافت غذا تا یک هفته حفظ می‌کند و مؤثرترین دوز تزریقی برابر با یک و پنج نانومول می‌باشد. این مسئله ویژگی مهمAGRP در برابر سایر نروپپتاییدهای اشتها‌آور را نشان می‌دهد و آن را متمایز می‌کند. یکی از فرضیه‌ها در مورد اثر طولانی‌مدت و قویAGRP روی دریافت غذا این است که آن در تمام مدت گیرنده‌هایMC₃ وMC₄ را اشغال نموده و بنابراین سیگنالینگMC را مسدود می کند.
۲-۴-۱۱ ریتم شبانه‌روزی AGRP
بنظر می رسد که AGRP ریتم شبانه روزی منحصر بفردی دارد و این ریتم با تغییرات برخی دیگر از هورمون ها و رفتار دریافت غذا همسو میباشد. محققین برای شناسایی این ریتم تغییرات شبانه روزی آن را بررسی کردند.شکل ۲-۲۷ تغییرات شبانه‌روزیAGRP mRNA در هیپوتالاموس را در ۶ زمان مختلف در چرخه روشنایی – تاریکی نشان می‌دهد.

شکل۲-۲۷ نیمرخ تغییرات روزانه AGRP mRNA در هسته‌های کمانی هیپوتالاموس. متوسط بیان AGRP mRNA در چرخه تاریکی از ساعت ۱۸ تا ۲۰ به طور معنی‌داری بیشتر از چرخه روشنایی از ساعت ۶ تا ۱۴ می‌باشد.
تجزیه و تحلیل تظاهر AGRP mRNA یک نقطه اوج را در ریتم شبانه‌روزی نشان می‌دهد. کمترین بیان AGRP mRNA در ساعت ۱۰، یعنی ۴ ساعت پس از روشن‌شدن چراغ اتفاق می‌افتد و ۴ ساعت پس از خاموش شدن چراغ یعنی در ساعت ۲۲، سطح AGRP mRNA افزایش یافته و به اوج خود می‌رسد. پس از آن سطح AGRP mRNA به تدریج کاهش می‌یابد قبل از اینکه چراغ روشن شود.

شکل ۲-۲۸ ارتباط بین ریتم شبانه‌روزی AGRP با کورتیکوسترون و دریافت غذا
در شکل ۲-۲۸ ریتم شبانه‌‌روزی AGRP mRNA با منحنی دریافت غذا و سطح کورتیکوسترون مطابقت داده شده است. دریافت غذا در طی ۲۴ ساعت، هر دو ساعت اندازه‌گیری شد. مجموع غذای دریافتی در ۲۴ ساعت ۳۵ گرم بود. مصرف غذا در مرحله روشنایی کم و برابر ۴/۱۵ درصد کل غذای مصرفی بود.
افزایش مشهودی در مصرف غذا پس از شروع مرحله تاریکی (در ساعت ۱۸) مشاهده شد و مصرف غذا از ساعت ۱۸ تا ۲۴ به طور فعالی ادامه داشت. پس از آن مصرف غذا تا ساعت ۴ کاهش یافت. یک افزایش سریع و تند در مصرف غذا بین ساعت ۴ تا ۶، یعنی ۲ ساعت قبل از شروع مرحله روشنایی مشاهده شد به طوری که ۲۳ درصد مجموع غذای مصرفی روزانه در این دوره ۲ ساعته رخ داد.
البته باید یادآوری کرد که سطح AGRP mRNA لزوماً همیشه مطابق با الگوی غذا خوردن نیست به طوری که موش‌ها ۲۳ درصد کل غذای مصرفی روزانه‌شان را ۲ ساعت قبل از روشن شدن چراغ انجام دادند درحالیکه در این زمان سطح AGRP کاهش داشت( ۵۰).
۲-۴-۱۲ فرایند پس از ترجمه AGRP ^[۸۲]
یکی از فرضیات این است که AGRP پس از ترجمه تقسیم شده و چندین پپتایید مختلف AGRP تولید می شوند که هریک نقش متفاوتی داشته و بنابراین اثرات فیزیولوژیکی آن مستقل از سیستم ملانوکورتین است. به عنوان مثال تعامل بخش پایانی N با سیندکان ۳ مسیرهای سیگنالی داخل سلولی را به وجود می‌آورد که در هموستاز انرژی دخالت دارد. مطالعات نشان می‌دهند که اشکال متعددی از AGRP ترشح شده و بنابراین در فرایند پس از ترجمه AGRP‌های متعددی می‌توانند تولید شوند(۵۱).
آنالیز رادیوایمونوسیAGRP در بافت‌های موش صحرایی نشان داد که این شکاف‌ها (تقسیم‌ها)^[۸۳] در محل‌های مختلفی از AGRP می‌تواند اتفاق بیفتد (۴۴). در این مطالعه نشان داده شد که گونه‌های AGRP هم در هیپوتالاموس و هم پلاسما قابل تشخیص است جالب اینکه در این تحقیق AGRP دارای طول کامل مشاهده نشد که نشان‌دهنده این مسئله است که بیشتر AGRP پس از فرایند پس از ترجمه و قبل از ترشح تقسیم و شکافته می‌شود.
این تقسیم احتمالاً در گرانول‌های ترشحی مسیرهای تنظیمی اتفاق می‌افتد، چرا که دپلاریزاسیون هیپوتالاموس توسط KCL باعث ترشح بسیار زیاد بخش پایانی حاوی C شود.
در حال حاضر محققین سرگرم مطالعه روی این موضوع هستند که این تقسیم و شکاف در چه محلی از AGRP اتفاق می‌افتد. مطالعات اولیه نشان داده است که شکاف در Arg19-x-x-Arg 82 روی داده و بنابراین پپتاید AGRP_83-132تولید می‌شود.
در مجموع اطلاعات حال حاضر ما بیان می‌کنند که AGRPپس از فرایند نسخه‌برداری شکافته شده و AGRP_83-132 را و یا یک یا چند جزء پایانی حاوی N را تولید می‌کند (شکل ۲-۲۹)

شکل۲-۲۹ مدل بازبینی شده عملکرد AGRPدر هیپوتالاموس. AGRPبه داخل مسیرهای ترشحی تنظیمی وارد می‌شود. حداقل یک تقسیم (شکاف) پروتئولیتیک برای تولید AGRP_83-132 و حداقل یک جزء حاوی بخش پایانی N اتفاق می‌افتد. AGRP_83-132 به عنوان آنتاگونیست رقابتی MC₄R عمل کرده، اما همچنین می‌تواند فعالیت آگونیست معکوس هم داشته باشد. AGRP_83-132 باید بر گیرنده‌های دیگری هم اثر کند تا اثر طولانی مدت منحصر به فرد خود را بر روی دریافت غذا اعمال نماید. بعید است که MC₃R بتواند به تنهایی این پدیده را توضیح دهد.
احتمالاً فراوری AGRPبیش از یک نوع پپتاید بیواکتیو را با نقش‌های متفاوت بر روی رفتار دریافت غذا تولید می‌کند. AGRP_83-132 نقش قوی و درازمدت بر روی دریافت غذا داشته و باعث افزایش وزن بدن می‌شود. جالب اینکه هم AGRP_25-51 و هم AGRP_54-82 پس از ۲۴ ساعت وزن بدن را به طور معناداری افزایش می‌دهند، که علت آن احتمالاً به سبب کاهش میزان متابولیک است و نه دریافت غذا، چرا که هم حرارت مرکزی و هم مصرف اکسیژن به طور معناداری کاهش می‌یابد(۵۱).
محققین عقیده دارند که AGRPبا طول کامل قدرت مهاری کمتری نسبت به AGRP_83-132 دارد. به عنوان مثال اولمن و همکاران^[۸۴] در سال۱۹۹۷ دریافتند که قدرت طول کامل AGRPتقریباً ۱۰ برابر کمتر از جزء با بخش پایانی C در ملانوفورها می‌باشد.