scbmtБИОМЕДИЦИНАJournal Biomed2074-59822713-0428Scientific center of biomedical technologies of Federal Medical and Biological Agency10.33647/2074-5982-15-3-12-22scbmt-138Research ArticleНОВЫЕ БИОМЕДИЦИНСКИЕ ТЕХНОЛОГИИNEW BIOMEDICAL TECHNOLOGIESГЕН ЛЕПТИНА — МАРКЕР КЛЕТОЧНОЙ ТЕРАПИИ МЕТАБОЛИЧЕСКОГО СИНДРОМАTHE LEPTIN GENE IS A MARKER FOR THE CELL THERAPY OF METABOLIC SYNDROMEПетроваН. В.PetrovaN. V.

143442, Московская обл., Красногорский р-н, п. Светлые горы, владение 1

143442, Moscow region, Krasnogorsk district, Svetlye gory village, building 1

m-sklad@yandex.ruФГБУН «Научный центр биомедицинских технологий Федерального медико-биологического агентства России»РоссияScientific Center of Biomedical Technologies of the Federal Medical and Biological Agency of RussiaRussian Federation201906092019031222Copyright © Петрова Н.В., 20192019Петрова Н.В.Petrova N.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.scbmt.ru/jour/article/view/138

Показано, что анализ уровня экспрессии гена Lep является маркером для мышей линии B/Ks-Leprᵈᵇ/+, служащей оптимальной моделью для описания метаболического синдрома (МС) в доклинических исследованиях. Мышам проведена трансплантация культивированных изогенных клеток костного мозга (ККМ) от гетерозиготных db/+ доноров. Реципиенты были разделены на группы по разным стадиям развития МС — ранняя и выраженная. Проанализирована экспрессия гена Lep на 3-и, 8-е и 14-е сут после введения стволовых ККМ в клетках головного мозга, печени и поджелудочной железы методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) в режиме реального времени. Экспрессию гена Lep оценивали в количестве копий кДНК. Согласно данным нашей лаборатории, лептин является полноценным регулятором обменных процессов за счет своего влияния на гипоталамус, который, в свою очередь, совместно с гиппокампом, контролирует продукцию ацетилхолина и инсулина в мозге. Нами доказана роль Lep гена как количественного оценочного критерия эффективности клеточной терапии при МС.

It is shown that the level of the Lep gene expression is a marker for B/Ks-Leprᵈᵇ/+ mice, which line serves as an optimal model for describing metabolic syndrome (MS) in preclinical studies. Mice were transplanted with cultured isogenic bone marrow cells (BMC) from heterozygous db/+ donors. The recipients were divided into two groups according to an early or advanced stage of MS development. We analyzed the expression of the Lep gene on the 3rd, 8th and 14th day following the administration of stem BMCs in the brain, liver and pancreas cells by polymerase chain reaction (PCR) in real time. The Lep gene expression was evaluated in terms of the number of cDNA copies. According to our data, leptin is a complete regulator of metabolic processes due to its effect on the hypothalamus, which, together with the hippocampus, controls the production of acetylcholine and insulin in the brain. We have proven the role of the Lep gene as a quantitative criterion for evaluating the effi cacy of a cell therapy in MS.

кДНКметаболический синдром (МС)мыши линии B/Ks-Leprᵈᵇ/+экспрессия генаген лептина Lepстволовые клетки костного мозга (СККМ)cDNAmetabolic syndrome (MS)B/Ks-Leprᵈᵇ/+ micegene expressionLep leptin genebone marrow stem cells (BMSC)Автор выражает благодарность научному руководителю — директору ФГБУН «Научный центр биомедицинских технологий Федерального медико-биологического агентства России», д. м. н., проф. Каркищенко Владиславу Николаевичу за поддержку, выбор темы, консультативную помощь, рекомендации по оформлению статьи, а также выражает признательность заведующей лабораторией клеточных технологий ФГБУН «Научный центр биомедицинских технологий Федерального медико-биологического агентства России», к. б. н. Степановой Ольге Ивановне за содействие в работе и проведение культуральных исследований.The author would like to express her sincere appreciation to her supervisor — director of the Scientifi c Center of Biomedical Technologies of the Federal Medical and Biological Agency of Russia, Dr. Sci. (Med.), Prof. Vladislav Nikolayevich Karkischenko for his support, choice of the topic, advisory assistance, recommendations on writing the manuscript. The author is also grateful to the head of the Cell Technology Laboratory of the Scientifi c Center of Biomedical Technologies of the Federal Medical and Biologica l Agency of Russia, Cand. Sci. (Biol.) Olga Ivanovna Stepanova for her valuable assistance in conducting the work.ReferencesБеляева О.Д., Баженова Е.А., Березина А.В. и др. Уровень лептина и Q223R полиформизм гена рецептора лептина у пациентов с абдоминальным ожирением. Проблемы женского здоровья. 2010;5(2):28–34.Belyaeva O.D., Bazhenova E.A., Berezina A.V., et al. Uroven’ leptina i Q223R poliformizm gena receptora leptina u pacientov s abdominal’nym ozhireniem [Leptin level and Q223R polyformism of the leptin receptor gene in patients with abdominal obesity]. Problemy zhenskogo zdorov’ya [Problems of Women’s Health]. 2010;5(2):28–34. (In Russian).Бондарева Э.А., Шиян В.В., Спицын В.А. и др. Ассоциации четырех полиморфных генетических систем (АСЕ, EPAS1, ACTN3 и NOS3) со спортивной успешностью в борьбе самбо. Вестник Московского университета. Серия XXIII. Антропология. 2010;1:36– 45.Bondareva E.A., Shiyan V.V., Spicyn V.A., et al. Associacii chetyrekh polimorfnyh geneticheskih sistem (ASE, EPAS1, ACTN3 i NOS3) so sportivnoj uspeshnost’yu v bor’be sambo [Associations of four polymorphic genetic systems (ACE, EPAS1, ACTN3 and NOS3) with sporting success in sambo wrestling]. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya XXIII. Antropologiya [Moscow University Physics Bulletin. Series XXIII. Anthropology]. 2010;1:36–45. (In Russian).Завьялова Л.Г., Денисова Д.В., Симонова Г.И. и др. Генетические детерминанты атеросклероза, локализованные в первой хромосоме человека. Актуальные проблемы современной науки: матлы Восьмой международной телеконференции. 2012;1(2):47–53.Zav’yalova L.G., Denisova D.V., Simonova G.I., et al. Geneticheskie determinanty ateroskleroza, lokalizovannye v pervoj hromosome cheloveka [Genetic determinants of atherosclerosis localized in the fi rst chromosome of a person]. Aktual’nye problemy sovremennoj nauki: mat-ly Vos’moj mezhdunarodnoj telekonferencii [Actual problems of modern science: materials of the Eighth International Teleconference], 2012;1(2):47–53. (In Russian).Климова Т.М., Федорова В.И., Балтахинова М.Е. Критерии ожирения для идентификации метаболических факторов риска у коренного сельского населения Якутии. Сибирский медицинский журнал. 2012;8:110–113.Klimova T.M., Fedorova V.I., Baltakhinova M.E. Kriterii ozhireniya dlya identifi kacii metabolicheskikh faktorov riska u korennogo sel’skogo naseleniya Yakutii [Obesity criteria for identifying metabolic risk factors in the indigenous rural population of Yakutia]. Siberian Medical J. 2012;8:110–113. (In Russian).Синицын П.А. Метаболический синдром у детей и подростков. Клинико-генетические параллели: автореф. дисс. … канд. мед. наук. М., 2009. 27 с.Sini tsyn P.A. Metabolicheskij sindrom u detej i podrostkov. Kliniko-geneticheskie paralleli: avtoref. diss. … kand. med. nauk [Metabolic syndrome in children and adolescents. Clinical and genetic parallels: abstract of dissertation ... Cand. Sci. (Med.). Moscow, 2009. 27 p. (In Russian).Тыртова Л.В., Паршина Н.В., Скобелева К.В. Генетические и эпигенетические аспекты ожирения и метаболического синдрома, возможности профилактики в детском возрасте. Педиатрия. 2013;IV(2):3–11.Tyrtova L.V., Parshina N.V., Skobeleva K.V. Geneticheskie i epigeneticheskie aspekty ozhireniya i metabolicheskogo sindroma, vozmozhnosti profi laktiki v detskom vozraste [Genetic and epigenetic aspects of obesity and metabolic syndrome, the possibility of prevention in childhood]. Pediatrics. 2013;IV(2):3–11. (In Russian).Byrne C.D., Wareham N.J., Martensz N.D., et al. Increased PAI activity and PAI-1 occurring with an oral fat load: associations with PAI-1 genotype and plasma active TGF-B levels. Atherosclerosis. 1998;140:45–53.Byrne C.D., Wareham N.J., Martensz N.D., et al. Increased PAI activity and PAI-1 occurring with an oral fat load: associations with PAI-1 genotype and plasma active TGF-B levels. Atherosclerosis. 1998;140:45–53.Dickie M.M., Lane P.W. Mapping of the ob locus. Mouse News Lett. 1957;17:52.Dickie M.M., Lane P.W. Mapping of the ob locus. Mouse News Lett. 1957;17:52.Kolaczynski J., Ohannesian J., Considine R., et al. Response of leptin to short-term and prolonged overfeeding in humans. J. Clin. Endo. Metab. 1996;81(11):4162–4165.Kolaczynski J., Ohannesian J., Considine R., et al. Response of leptin to short-term and prolonged overfeeding in humans. J. Clin. Endo. Metab. 1996;81(11):4162–4165.Kubaszek A., Pihlajamaki J., Komarovski V., et al. Promoter polymorphisms of the TNF-alfa (G-308A) and IL-6 (C-174G) genes predict the conversion from impaired glucose tolerance to type 2 diabetes. The Finnish Diabetes prevention study. Diabetes (NewYork). 2003;52:1872–1876.Kubaszek A., Pihlajamaki J., Komarovski V., et al. Promoter polymorphisms of the TNF-alfa (G-308A) and IL-6 (C-174G) genes predict the conversion from impaired glucose tolerance to type 2 diabetes. The Finnish Diabetes prevention study. Diabetes (NewYork). 2003;52:1872–1876.Persiyantseva N.A., Storozhevykh T.P., Senilova Y.E., Gorbacheva L.R., Pinelis V.G., Pomytkin I.A. Mitochondrial H2 O2 as an enable signal for triggering autophosphorylation of insulin receptor in neurons. J. Mol. Signal. 2013;8(1):11. DOI: 10.1186/1750-2187-8-11.Persiyantseva N.A., Storozhevykh T.P., Senilova Y.E., Gorbacheva L.R., Pinelis V.G., Pomytkin I.A. Mitochondrial H2 O2 as an enable signal for triggering autophosphorylation of insulin receptor in neurons. J. Mol. Signal. 2013;8(1):11. DOI: 10.1186/1750-2187-8-11.Pomytkin I., Costa-Nunes J.P., Kasatkin V., Veniaminova E., Demchenko A., Lyundup A., et al. Insulin receptor in the brain: Mechanisms of activation and the role in the CNS pathology and treatment. CNS Neurosci. Ther. 2018. DOI: 10.1111/cns.12866.Pomytkin I., Costa-Nunes J.P., Kasatkin V., Veniaminova E., Demchenko A., Lyundup A., et al. Insulin receptor in the brain: Mechanisms of activation and the role in the CNS pathology and treatment. CNS Neurosci. Ther. 2018. DOI: 10.1111/cns.12866.Rankinen T., Zuberi A., Chagnon Y., et al. The human obesity gene map: the 2005 update. Obesity (Silver Spring). 2006;14:529–644.Rankinen T., Zuberi A., Chagnon Y., et al. The human obesity gene map: the 2005 update. Obesity (Silver Spring). 2006;14:529–644.Zhang Y., Proenca R., Maffei M., Barone M., Leopold L., Friedman J.M. Positional cloning of the mouse obese gene and its human homologue. Nature. 1994;352:425–432.Zhang Y., Proenca R., Maffei M., Barone M., Leopold L., Friedman J.M. Positional cloning of the mouse obese gene and its human homologue. Nature. 1994;352:425–432.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.