Допринесе еднакво за тази работа с: Kristen N. Gilley, Kathryn A. Wierenga

диета

Роли Концептуализация, куриране на данни, официален анализ, разследване, методология, писане - оригинален проект

Отделение за наука за храните и човешкото хранене, Мичигански държавен университет, Източен Лансинг, Мичиган, Съединени американски щати

Допринесе еднакво за тази работа с: Kristen N. Gilley, Kathryn A. Wierenga

Роли Куриране на данни, официален анализ, методология, визуализация, писане - оригинален проект, писане - преглед и редактиране

Отдел по биохимия и молекулярна биология, Мичигански държавен университет, Източен Лансинг, Мичиган, САЩ, Институт за интегративна токсикология, Мичигански държавен университет, Източен Лансинг, Мичиган, Съединени американски щати

Роли Формален анализ, разследване, методология, визуализация, писане - преглед и редактиране

Департамент по хранителни науки и хранене на човека, Мичигански държавен университет, Източен Лансинг, Мичиган, САЩ, Департамент по биохимия и молекулярна биология, Мичигански държавен университет, Източен Лансинг, Мичиган, Съединени американски щати

Разследване на роли, методология, софтуер, визуализация, писане - преглед и редактиране

Институт за интегративна токсикология, Мичигански държавен университет, Източен Лансинг, Мичиган, САЩ, Департамент по патобиология и диагностични изследвания, Мичигански държавен университет, Източен Лансинг, Мичиган, Съединени американски щати

Роли Формален анализ, Методология, Администриране на проекти, Ресурси, Софтуер

Партньорски отдел по патобиология и диагностично изследване, Мичигански държавен университет, Източен Лансинг, Мичиган, Съединени американски щати

Роли Куриране на данни, ресурси, писане - оригинален проект, писане - преглед и редактиране

Отделение за наука за храните и човешкото хранене, Мичигански държавен университет, Източен Лансинг, Мичиган, Съединени американски щати

Роли Куриране на данни, формален анализ, методология, ресурси, писане - преглед и редактиране

Отделение за наука за животните, Мичигански държавен университет, Източен Лансинг, Мичиган, Съединени американски щати

Роли Концептуализация, куриране на данни, формален анализ, разследване, методология, ресурси, софтуер, визуализация, писане - преглед и редактиране

Институт за интегративна токсикология, Мичигански държавен университет, Източен Лансинг, Мичиган, Съединени американски щати, Департамент по патобиология и диагностични изследвания, Мичигански държавен университет, Източен Лансинг, Мичиган, Съединени американски щати

Роли Концептуализация, куриране на данни, набиране на средства, разследване, администриране на проекти, визуализация, писане - оригинален проект, писане - преглед и редактиране

Отдел за принадлежност към животински, млечни и ветеринарни науки, Факултет по ветеринарна медицина, Университет на Юта, Логан, Юта, Съединени американски щати

Роли Концептуализация, куриране на данни, набиране на средства, разследване, методология, администриране на проекти, ресурси, надзор, визуализация, писане - оригинален проект, писане - преглед и редактиране

Департамент по хранителни науки и хранене на човека, Мичигански държавен университет, Източен Лансинг, Мичиган, Съединени американски щати, Институт за интегративна токсикология, Мичигански държавен университет, Източен Лансинг, Мичиган, Съединени американски щати, Департамент по микробиология и молекулярна генетика, Изток Лансинг, Мичиган, Съединени американски щати

  • Кристен Н. Гили,
  • Катрин А. Виренга,
  • Преети С. Чаухуан,
  • Джеймс Г. Вагнер,
  • Райън П. Левандовски,
  • Елизбет А. Рос,
  • А. Л. Заключване,
  • Джак Р. Харкема,
  • Аби Д. Бенингхоф,
  • Джеймс Дж. Пестка

Фигури

Резюме

Цитат: Gilley KN, Wierenga KA, Chauhuan PS, Wagner JG, Lewandowski RP, Ross EA, et al. (2020) Влияние на общата западна диета върху потискането на докозахексаенова киселина на лупус, предизвикан от силициев диоксид при мишки NZBWF1. PLoS ONE 15 (5): e0233183. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0233183

Редактор: Хуан Дж. Лоор, Университет на Илинойс, САЩ

Получено: 17 януари 2020 г .; Прието: 29 април 2020 г .; Публикувано: 15 май 2020 г.

Наличност на данни: Всички съответни данни се намират в ръкописа и в неговите поддържащи информационни файлове.

Финансиране: Това изследване е финансирано от NIH ES027353 (JP), NIH F31ES030593 (KW), NIH T32ES007255 (KW), Фондация Лупус в Америка (JP, KW), USDA Национален институт по храните и земеделието Hatch Projects 1020129 (JP) и UTA-01407 и UTA-01456 (AB), както и семейната фондация на д-р Робърт и Карол Дейбел (JP).

Конкуриращи се интереси: Авторите са декларирали, че не съществуват конкуриращи се интереси.

Въведение

Системният лупус еритематозус (лупус) е опустошително многоорганно автоимунно заболяване (AD), което засяга неблагоприятно 1,5 милиона американци, предимно жени в детеродна възраст [1]. Докато геномът е основен предразполагащ фактор за лупус, сега се признава, че експозицията на околната среда през целия живот може да влоши или подобри активността на болестта [2, 3]. Началната стъпка при лупус е загуба на толерантност към ядрени самоантигени, което води до производство на автореактивни антитела и образуване на циркулиращи имунни комплекси [1]. Тези комплекси се отлагат в тъканите, където подпомагат активирането и проникването в циркулиращите мононуклеарни клетки, което води до увреждане на органите. В бъбреците това се проявява като гломерулонефрит, който, ако не се лекува, завършва с краен стадий на бъбречна недостатъчност. Пациентите с лупус обикновено изпитват периоди на покой с ниска активност на заболяването, прекъсвана периодично от епизоди на избухване на болестта, белязани от повишена тежест на симптомите и активно увреждане на органите [4].

Моделите на лупус, управлявани от геном, са използвани за изясняване на механизмите на патогенезата на заболяването и за оценка на ефикасността на интервенциите [5]. Подобно на човешкия лупус, женските мишки NZBWF1 са по-склонни да развият лупус, отколкото техните мъжки колеги [6]. Тези мишки показват стабилно, постепенно разширяване на автореактивните В и Т клетки, експресия на възпалителни цитокини и хемокини, повишаване на автоантитела и развитие на увреждане на органи, като по този начин имитират периодите на ремисия в човешкия лупус, които предшестват изгарянето. Също подобно на човешкия лупус, свързаната с пристъп активност на заболяването може да бъде инициирана и да се ускори увреждането на органи в тези модели чрез няколко тригера, включително излагане на ултравиолетови лъчи [7, 8], епидермално увреждане [9] и аденовирус, експресиращ интерферон (IFN) -α инжекция [10–12].

Методи

Животни

Процедурите с експериментални животни бяха прегледани и одобрени от институционалния комитет по грижа и употреба на животните в Държавния университет на Мичиган (AUF # PROTO201800113) в съответствие с насоките на Националния здравен институт. Женски мишки, податливи на лупус NZBWF1, бяха получени на 6 седмици на възраст от лабораториите Jackson (Bar Harbor, ME), настанени по 4 на клетка и им беше осигурен свободен достъп до храна и вода. В това проучване са включени само жени, тъй като честотата и тежестта на симптомите на лупус са по-слабо изразени при мъжки мишки NZBWF1 [35]. Животните се поддържат под 12-часов цикъл светлина/тъмнина с регулирана температура (21–24 ° C) и влажност (40–55%). Мишките са били наблюдавани ежедневно от персонала на животновъдното заведение, наблюдавани за признаци на дистрес като бърз сърдечен ритъм и летаргия и са претегляни ежеседмично в случай на необяснима загуба на тегло. Ветеринарният персонал бе предупреден за всякакви потенциални проблеми или бе посъветван за по-нататъшно наблюдение. След инсталирането на силициев диоксид, животните са били под наблюдение в продължение на около 1 час непосредствено след процедурата, за да се идентифицират всички нежелани събития и са наблюдавани отново приблизително четири часа след вливането.

Анализи на мастни киселини

Концентрациите на мастни киселини в диетите и тъканите се определят чрез газова течна хроматография (GLC), както е описано по-рано [30]. Еритроцитните мастни киселини бяха измерени от Omega Quant Inc. (Sioux Falls, SD).

Диетична формулировка

(А) DHA добавките (↑ DHA) увеличиха процента на общите ω-3 PUFAs за сметка на MUFAs. SFA и ω-6 PUFAs бяха намалени в диетата ↓ SF.ω6, докато MUFAs бяха увеличени. (Б) И диетите ↑ DHA, и ↓ SF.ω6 са имали по-ниско съотношение ω-6: ω-3 от диетата CON. Баровете без едни и същи букви се различават (p Таблица 1. Експериментални диетични формулировки.

cSiO2

cSiO2 (Min-U-Sil® 5, 1,5–2,0 μm среден размер на частиците, US силициев диоксид (Mapleton, PA) беше измит с киселина и изсушен във фурна преди добавяне на стерилен физиологичен разтвор, буфериран с фосфат (PBS) [16]. пресни в PBS преди употреба, а суспензиите се обработват с ултразвук и се завихря за 1 минута преди интраназално вливане на всяко животно.

Експериментален дизайн

Храненето с експериментални диети е започнало при 6 седмици стари женски мишки NZBWF1. На 8-седмична възраст, мишките се вливат интраназално с cSiO2 веднъж на седмица в продължение на 4 седмици. Теглото на тялото се измерва ежеседмично и урината се събира ежеседмично от 18 седмици нататък, за да се наблюдава развитието на протеинурия. Животните са били подложени на аутопсия на възраст 22 седмици, 11 седмици след последното вливане на cSiO2. Плазма, BALF и тъкани бяха събрани за анализ.