témavezető: Cseh Károly
helyszín (magyar oldal): Semmelweis Egyetem Munka és Környezetegészségtani tanszék helyszín rövidítés: SE
A kutatási téma leírása:
Célkitűzés:
A zsírszövet energia tároló funkciója mellett fontos endocrin szabályozó szerepet is játszik az anyagcsere folyamatokban. Megfigyelték, hogy az adipocyták számos, metabolikus szempontból jelentőséggel bíró cytokint termelnek, amelyek befolyásolják a különféle szövetek (pl. izom, máj, zsír) inzulin érzékenységet. Ezek közül kiemelkedő jelentőségű az inzulinrezisztencia szempontjából a TNF-, a leptin, az adiponectin és a resistin szerepe. Egészséges egyének között inzulin érzékenység tekintetében legalább tízszeres különbség észlelhető. Ennek oka elsősorban genetikai differenciákban rejlik, de környezeti hatások is jelentős szerepet játszhatnak. Felvethető ebben a zsírszöveti cytokin termelődés szerepe. A jelenlegi elképzelés szerint a 2-es típusú diabetes kialakulásában alapvető az inzulinérzékenység progresszív csökkenése, amelyet a -sejtek inzulin termelésének fokozódása már nem tud kompenzálni, és ez végül cukoranyagcsere zavart eredményez.
Tervezett vizsgálataink során a zsírszövet endokrin funkciójának szerepét szeretnénk tanulmányozni az inzulinrezisztencia kialakulásában molekuláris genetikai módszerrel, az utóbbi 6 évben végzett kutatásaink kiterjesztéseként. Jelenleg még nem pontosan ismert az említett adipocytokinek zsírszöveti expressziójának szabályozása, termelődésük egymással való összefüggése. A leglényegesebb korábbi megfigyelésünk az volt, hogy a fokozott zsírszöveti tumor necrosis faktor (TNF)-alfa termelődés és az emelkedett szérum koncentráció szerepet játszik az inzulinrezisztencia patomechanizmusában android típusú elhízásban, 2-es típusú diabetes mellitusban és gestatios diabetesben. Időközben úgy találták, hogy a cytokin promoter régiójának –308-as és –238-as pozíciójú polimorf változatai befolyásolhatják különböző sejttípusok TNF-alfa és leptin termelő képességét, a citokinek szérum szintjének alakulását, és összefüggésben állhatnak bizonyos betegcsoportokban az inzulinrezisztencia mértékével.
A TNF- rendszer sokirányú anyagcserehatással rendelkezik. A kezdeti megfigyelések a cytokin cachexiában betöltött szerepét igazolták, felvetve negatív szabályozó szerepét a zsírsejtek proliferációjában és differenciálódásában. A TNF- a zsírsejtekre gyakorolt gátló hatását többek között a PPAR transzkripciós faktor gátlása révén fejti ki. A TNF gátolja a preadipociták proliferációját és differenciálódását, elősegíti az érett zsírsejtek dedifferenciálódását. Megfigyelték TNF- hatására a preadipociták és zsírsejtek apoptózisát is. A TNF- ezen hatása obesitásban nem érvényesül, felvetve a parciális TNF rezisztencia jelenlétét. A TNF inzulinhatást csökkentő működését illetően részleteiben csak az inzulin receptor autofoszforilációjára és az inzulin receptor szubsztrátok (IRS) foszforilációjára gyakorolt gátlás ismert.
A TNF- hatására szerin és threonin-maradékok foszforilálódhatnak elsősorban az IRS-ekben. Az IRS-ek e maradékainak foszforilálódása gátolja a tirozin-maradékokon bekövetkező foszforilációt, megakadályozva ezzel a phosphatidil-inositol 3 kináz dokkolását és aktíválódását. A citokin gátolja továbbá az inzulinreceptor autofoszforilációját, következésképp a GLUT-4 sejtmembránba jutását. A TNF hatására létrejövő foszforilációs mintázat változás az inzulin jelátviteli út számos tényezője, a SOCS-3 (suppressor of cytokine signaling-3), a MAP-kináz enzimek, a szfingomielináz enzimek illetve egyes foszfatázok aktiválódása következtében jön létre. A cytokinnek számos inzulinrezisztenciát eredményező inditrekt hatása is ismert. Fokozza a szubkután zsírsejtekben a leptin gén expresszióját. A termelődő leptin fehérje viszont gátolja a TNF- zsírszöveti termelődését.
Ilyen módon az érett zsírsejtek működésében alapvető szerepet betöltő 3 fehérje, a PPAR, a TNF- és a leptin meghatározott, egymást szabályozó körben működnek. A TNF- további indirekt hatásaival is szerepel az inzulin érzékenység szabályozásában. Egyrészt fokozza a zsírszövetben termelődő egyéb cytokinek (pl. interleukin-6, plazminogén aktívátor inhibitor-1) termelődését és gátolhatja másokét (pl. adiponectin, resistin). A zsírszövetben a lipolízis inzulin hatására bekövetkező gátlásának elmaradása fokozott szabad zsírsav (FFA) képződéshez vezet. Az FFA a májban és az izomszövetben gátolja az inzulin hatására bekövetkező glukóz felvételt és glukóz felhasználást. Újabban 2-es típusú diabetes mellitusban a máj fokozott, inzulinnal nem gátolható glukóz kibocsátását a megnövekedett zsírszöveti lipolízis következtében termelődő FFA-val magyarázzák. Ez felvetheti a TNF- fokozott zsírszöveti termelődésének szerepét a májszövet inzulinrezisztenciájában is. Jelenleg még nem ismert a zsírszöveti TNF- termelődés szabályozása. Megfigyelték, hogy a Toll-like receptor rendszer (TLR1-10) egyik tagja, a TLR4 közvetíti a bakteriális lipopolysaccharid (LPS) hatását különféle sejttípusokban, és indítja el különféle cytokinek, így a TNF-alfa termelődését. A TLR4 két általunk vizsgálni kívánt allélpolimorfizmusa (TLR4 Asp299Gly és Thr399Ile polimorfizmusok) befolyásolja a különféle exogén és endogén ligandok (LPS, fibronectin, 60 kDa hősokkfehérje), illetve egyéb receptor agonisták hatására bekövetkezett TNF-alfa termelő képességet. Felvetették azt is, hogy a fenti receptor szerepet játszhat az arteriosclerosis kezdeti lépéseinek kialakulásában is, igy az adventiciális stimulációban, a neointima keletkezésben. A legutóbbi időkben megjelent, említett információk alapján az alapvető célkitűzés a TLR4 polimorfizmusok előfordulásának vizsgálata, összevetésük a TNF-alfa -308-as, illetve –238-as pozíciójú polimorfizmusaival, a TNF-alfa és a szolubilis TNF receptorok, a leptin, adiponectin és resistin szérum koncentrációival és az inzulinrezisztencia indirekt paramétereivel elhízásban, 2-es típusú és terhességi diabetesben és myocardiális infarctusban.
A zsírsejtek differenciálódását irányító transcripciót szabályozó fehérje csoport egyike a PPAR család (peroxisoma proliferator-activated receptor). A család tagjait -, - és alcsoportokra osztják, az utóbbin belül 1-et és -2-t különböztetnek meg. E két utóbbi variáns expressziója jellemző a zsírsejtekre. A tervezett vizsgálataink tárgyát is ezek képezik, mert felvetődött szabályozó szerepük az említett adipocytokinek termelődésében. A megvalósítandó kutatási terv szempontjából fontos másik családtag, a PPAR irányító szerepet tölt be a zsírsavak sejtekbe történő felvételének és -oxidációjának szabályozásában és felvetették szerepét az atherogenesis patomechanizmusában. A PPAR rendszer alapvető integrációs szerepet játszik anyagcsere folymatainkat érintő környezeti hatások közvetítésében, mert a rendszert aktiváló ligandok között nagyszámú, a táplálkozással a szervezetbe jutó zsírsav származék szerepel. Másrészről a PPAR rendszer közvetíti a különféle szervezeti védekező folyamatok során keletkező mediátorok -prosztanoidok, leukotriének- anyagcserét is befolyásoló hatásait is. A PPAR és befolyásolja továbbá az immunrendszer sejtjeinek, a mononucleáris fagocita sejteknek cytokin (pl. TNF-) termelő képességét. Mindezek alapján felvethető, hogy a PPAR -család vizsgálandó tagjai jelentős szerepet játszhatnak a hazánkban is népegészségügyi problémát jelentő elhízás, 2-es típusú diabetes mellitus és a nagyerek arteriosclerosisa egymással összefüggő kialakulásában. A pathogenetikai összefüggések tisztázásának terápiás konzekvenciáját jelentheti, hogy család vizsgálni kívánt tagjainak befolyásolására jelenleg már számos farmakológiai ligand is rendelkezésre áll, a PPAR esetében különféle fibrátok, a PPAR eseténben pedig a thiazolidine-dion gyógyszercsoport.
A konkrét célkitűzés a PPAR transzkripciós faktor család tagjainak inzulin érzékenységgel, a zsírszöveti TNF-, adiponectin és resistin termelődésel való kapcsolatának klinikai vizsgálata. A PPAR- tanulmányozásra kerülő intron 7 2498 G/C polimorfizmusa viszonylag egyszerűen vizsgálható PCR- RFLP technikával. A gyakori (kb. 30 %-os) C allél előfordulása összefügghet a coronaria arteriosclerosis progressziójával. A PPAR- vizsgálni kívánt polimorfizmusai (PPAR Pro12Ala és C161T) szintén viszonylag gyakoriak és szintén elég egyszerűen vizsgálhatók PCR-RFLP technikával. A 12Ala allélek előfordulási gyakorisága kb. 2-4 %, és csökkent transzkripcionális aktivitással jár. Ezen allél jelenléte egyes populációkban védő hatásúnak bizonyult 2-es típusú diabetes mellitus kialakulásával szemben .
A PPAR exon 6 C/T szubsztituciója szintén vizsgálható PCR-RFLP módszerrel. Észlelték, hogy a T allél előfordulása (kb. 30 %- os gyakoriságú) védő hatású lehet a coronaria arteriosclerosissal szemben.
A tervezett vizsgálatok az 1997-2000. közötti ETT 050/1997 pót T05 („A cytokinek szerepe az inzulinrezisztencia létrejöttében és kapcsolatuk a microangiopathiás szövődményekkel”), valamint a 2000-2002. közötti ETT 03/2000 („A TNF-rendszer és a leptin szerepe az obesitas és a 2-es típusú diabetes patogenezisében”) c. kutatások folytatását, genetikai hátterének tisztázását jelentik. A szükséges anyagi forrásokat a 2003-ban és 2004-ben elnyert ETT 277/2003 (Toll-like receptor 4 Asp299Gly és Thr399Ile polimorfizmusok kapcsolata a tumor necrosis faktor -alfa termelő képességgel, a citokin -238 és -308 promoter polimorfizmusával és szerepük anyagcsere és immunológiai megbetegedések patomechanizmusában) és OTKA T046427 KON (Peroxisoma proliferációt aktíváló receptorok PPAR intron 7 2498 G/C, PPAR Pro12Ala és C161T génpolimorfizmusainak vizsgálata és összefüggésük a tumor necrosis factor (TNF)- -238 G/A, -308 G/A promoter és a Toll-like receptor 4 (TLR) Asp299Gly és Thr399Ile polimorfizmusaival az inzulin -rezisztencia kialakulásának patomechanizmusában) pályázatok biztosítják.
A betegcsoportok az általam vezetett I. Belgyógyászati Osztály által ellátott betegek (átlagosan évi 3300 személy) és az osztályhoz tartozó szakambulanciák (Diabetológiai és Pajzsmirigy Endocrinológiai Szakambulancia, évi 5000-5000 megjelenés) betegei közül származnak. Az I. Belgyógyászati Osztályhoz in vitro izotóp laboratórium tartozik (4 fő laboratóriumi aszisztenssel), ahol a cytokin meghatározások történnek, és rendelkezik PCR készülékkel.
A téma célkitűzései összefoglalva
Peroxisoma proliferációt aktíváló receptorok (PPAR intron 7 2498 G/C, PPAR Pro12Ala és C161T) génpolimorfizmusainak vizsgálata és összefüggésük a tumor necrosis factor (TNF)- -238 G/A, -308 G/A promoter és a Toll-like receptor 4 (TLR) Asp299Gly és Thr399Ile polimorfizmusaival. A vizsgált allél- polimorfizmusok kapcsolata a tumor necrosis faktor -alfa, adiponectin és resistin termelő képességgel, az inzulin rezisztencia indirekt paramétereivel elhízásban, 2-es típusú és terhességi cukorbetegségben valamint szívinfarktuson átesett betegekben.
felvehető hallgatók száma: 3
Jelentkezési határidő: 2019-05-15
2024. IV. 17. ODT ülés Az ODT következő ülésére 2024. június 14-én, pénteken 10.00 órakor kerül sor a Semmelweis Egyetem Szenátusi termében (Bp. Üllői út 26. I. emelet).
Bejelentkezés
