mimmunМедицинская иммунологияMedical Immunology (Russia)1563-06252313-741XSPb RAACI10.15789/1563-0625-CAA-2227mimmun-2433Research ArticleМАТЕРИАЛЫ ФОРУМА "ДНИ ИММУНОЛОГИИ В СПБ" 2021ХИМЕРИН УЧАСТВУЕТ В РЕГУЛЯЦИИ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА МИТОХОНДРИЙ У БОЛЬНЫХ ОЖИРЕНИЕМCHEMERIN AS A POTENTIAL REGULATOR OF MITOCHONDRIAL QUALITY CONTROL IN OBESE PATIENTSВульфМ. А.VulfM. A.

к.б.н., старший научный сотрудник Центра иммунологии и клеточных технологий,

236001, г. Калининград, ул. Гайдара, 6, НТП «Фабрика»

PhD (Biology), Senior Research Associate, Center for Immunology and Cellular Biotechnology,

236001, Kaliningrad, Gaidar str., 6, STP “Fabrika”

mary-jean@yandex.ruШунькина (Скуратовская)Д. А.Shunkina (Skuratovskaia)D. A.

к.б.н., старший научный сотрудник Центра иммунологии и клеточных, биотехнологий,

236001, г. Калининград, ул. Гайдара, 6, НТП «Фабрика»

PhD (Biology), Senior Research Associate, Center for Immunology and Cellular Biotechnology,

236001, Kaliningrad, Gaidar str., 6, STP “Fabrika”

ВуХ.HungV.

аспирант Центра иммунологии и клеточных биотехнологий,

236001, г. Калининград, ул. Гайдара, 6, НТП «Фабрика»

Postgraduate Student, Center for Immunology and Cellular Biotechnology,

236001, Kaliningrad, Gaidar str., 6, STP “Fabrika”

КомарА. А.KomarA. A.

аспирант Центра иммунологии и клеточных биотехнологий,

236001, г. Калининград, ул. Гайдара, 6, НТП «Фабрика»

Postgraduate Student, Center for Immunology and Cellular Biotechnology,

236001, Kaliningrad, Gaidar str., 6, STP “Fabrika”

ЗатолокинП. А.ZatolokinP. A.

к.м.н., старший научный сотрудник Центра иммунологии и клеточных биотехнологий,

236001, г. Калининград, ул. Гайдара, 6, НТП «Фабрика»

PhD (Medicine), Senior Researcher at the Center for Immunology and Cellular Biotechnology, 

236001, Kaliningrad, Gaidar str., 6, STP “Fabrika”

КириенковаЕ. В.KirienkovaE. V.

д.м.н., старший научный сотрудник Центра иммунологии и клеточных биотехнологий,

236001, г. Калининград, ул. Гайдара, 6, НТП «Фабрика»

PhD, MD (Medicine), Senior Research Associate, Center for Immunology and Cellular Biotechnology,

236001, Kaliningrad, Gaidar str., 6, STP “Fabrika”

ГазатоваН. Д.GazatovaN. D.

к.б.н., старший научный сотрудник Центра иммунологии и клеточных, биотехнологий,

236001, г. Калининград, ул. Гайдара, 6, НТП «Фабрика»

PhD (Biology), Senior Research Associate, Center for Immunology and Cellular Biotechnology,

236001, Kaliningrad, Gaidar str., 6, STP “Fabrika”

ЛитвиноваЛ. С.LitvinovaL. S.

д.м.н., директор Центра иммунологии и клеточных биотехнологий,

236001, г. Калининград, ул. Гайдара, 6, НТП «Фабрика»

PhD, MD (Medicine), Director, Center for Immunology and Cellular Biotechnology,

236001, Kaliningrad, Gaidar str., 6, STP “Fabrika”

ФГАОУ ВО «Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта»РоссияImmanuel Kant Baltic Federal UniversityRussian Federation202119102021234881886Copyright © Вульф М.А., Шунькина (Скуратовская) Д.А., Ву Х., Комар А.А., Затолокин П.А., Кириенкова Е.В., Газатова Н.Д., Литвинова Л.С., 20212021Вульф М.А., Шунькина (Скуратовская) Д.А., Ву Х., Комар А.А., Затолокин П.А., Кириенкова Е.В., Газатова Н.Д., Литвинова Л.С.Vulf M.A., Shunkina (Skuratovskaia) D.A., Hung V., Komar A.A., Zatolokin P.A., Kirienkova E.V., Gazatova N.D., Litvinova L.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.mimmun.ru/mimmun/article/view/2433

У больных ожирением выявлены взаимосвязи содержания химерина в плазме крови с экспрессией генов TFAM, Drp1, MFN2, SOD, BAX, ответственных за контроль качества митохондрий, в инсулинзависимых тканях (жировая ткань, печень). Установлены тканеспецифические особенности экспрессии генов (TFAM, Drp1, MFN2, SOD, BAX), числа копий мтДНК в исследуемых депо у больных ожирением. Доказано, что изменение (снижение) числа копий мтДНК в инсулинзависимых тканях может оказывать протекторное действие на митохондрии, в условиях повышенного окислительного стресса.

Выявлено, что у больных без СД 2-го типа повышение продукции химерина способствует активации антиоксидатной системы в висцеральной жировой ткани, но не в печени. Напротив, у всех больных ожирением с СД 2 типа регистрировалось снижение (в сравнении с больными без СД 2 типа) плазменного уровня химерина.

Таким образом, низкое содержание химерина в плазме крови у больных с СД 2-го типа опосредует формирование дисфунции митохондрий в инсулинзависимых тканях (жировая ткань, печень). 

In obese patients, the relationship between the content of chemerin in blood plasma and the expression of genes TFAM, Drp1, MFN2, SOD, BAX, responsible for quality control of mitochondria, in insulin-dependent tissues (adipose tissue, liver) was revealed. The tissue-specific features of gene expression (TFAM, Drp1, MFN2, SOD, BAX), the number of mtDNA copies in the studied depots in obese patients were established. It has been proven that a change (decrease) in the number of mtDNA copies in insulin-dependent tissues can have a protective effect on mitochondria under conditions of increased oxidative stress. It was found that in patients without type 2 diabetes, an increase in chemerin production promotes the activation of the antioxidant system in the visceral adipose tissue but not in the liver. On the contrary, all obese patients with type 2 diabetes showed a decrease (compared with patients without type 2 diabetes) in the plasma level of chemerin. Thus, the low content of chemerin in the blood plasma in patients with type 2 diabetes mediates the formation of mitochondrial dysfunction in insulin-dependent tissues (adipose tissue, liver). 

ожирениеСД 2 типамитохондриихимеринпеченьжировая тканьмтДНКobesityT2DMmitochondriachemerinliveradipose tissuemtDNAThe research was supported by the Russian Foundation for Basic Research and Kaliningrad Region (No. 19-415-393004-r_mol_a to Daria Skuratovskaia, 19-44-390005-r_a to Daria Skuratovskaia); State assignment in the field of scientific activity (No. FZWM-2020-0010 to Larisa Litvinova); State Support of Leading Scientific Schools of the Russian Federation (No. 2495.2020.7 to Larisa Litvinova).ReferencesBegriche K., Massart J., Robin M.A., Bonnet F., Fromenty B. Mitochondrial adaptations and dysfunctions in nonalcoholic fatty liver disease. Hepatology. 2013, Vol. 58, no. 4, pp. 1497-1507.Begriche K., Massart J., Robin M.A., Bonnet F., Fromenty B. Mitochondrial adaptations and dysfunctions in nonalcoholic fatty liver disease. Hepatology. 2013, Vol. 58, no. 4, pp. 1497-1507.Döcke S., Lock J.F., Birkenfeld A.L., Hoppe S., Lieske S., Rieger A., Raschzok N., Sauer I.M., Florian S., Osterhoff M.A., Heller R., Herrmann K., Lindenmüller S., Horn P., Bauer M., Weickert M.O., Neuhaus P., Stockmann M., Möhlig M., Pfeiffer A.F., von Loeffelholz C. Elevated hepatic chemerin mRNA expression in human non-alcoholic fatty liver disease. Eur J. Endocrinol., 2013, Vol. 169, pp. 547-557.Döcke S., Lock J.F., Birkenfeld A.L., Hoppe S., Lieske S., Rieger A., Raschzok N., Sauer I.M., Florian S., Osterhoff M.A., Heller R., Herrmann K., Lindenmüller S., Horn P., Bauer M., Weickert M.O., Neuhaus P., Stockmann M., Möhlig M., Pfeiffer A.F., von Loeffelholz C. Elevated hepatic chemerin mRNA expression in human non-alcoholic fatty liver disease. Eur J. Endocrinol., 2013, Vol. 169, pp. 547-557.Horn P., von Loeffelholz C., Forkert F., Stengel S., Reuken P., Aschenbach R., Stallmach A., Bruns T. Low circulating chemerin levels correlate with hepatic dysfunction and increased mortality in decompensated liver cirrhosis. Sci. Rep., 2018, Vol. 8, pp. 1-9.Horn P., von Loeffelholz C., Forkert F., Stengel S., Reuken P., Aschenbach R., Stallmach A., Bruns T. Low circulating chemerin levels correlate with hepatic dysfunction and increased mortality in decompensated liver cirrhosis. Sci. Rep., 2018, Vol. 8, pp. 1-9.Koh J.H., Johnson M.L., Dasari S., LeBrasseur N.K., Vuckovic I., Henderson G.C., Cooper S.A., Manjunatha S., Ruegsegger G.N., Shulman G.I., Lanza I.R., Nair K.S. TFAM enhances fat oxidation and attenuates high-fat dietinduced insulin resistance in skeletal muscle. Diabetes, 2019, Vol. 68, pp. 1552-1564.Koh J.H., Johnson M.L., Dasari S., LeBrasseur N.K., Vuckovic I., Henderson G.C., Cooper S.A., Manjunatha S., Ruegsegger G.N., Shulman G.I., Lanza I.R., Nair K.S. TFAM enhances fat oxidation and attenuates high-fat dietinduced insulin resistance in skeletal muscle. Diabetes, 2019, Vol. 68, pp. 1552-1564.Kwiecien K., Brzoza P., Majewski P., Skulimowska I., Bednarczyk K., Cichy J., Kwitniewski M. Novel insights into the regulation of chemerin expression: role of acute-phase cytokines and DNA methylation. bioRxiv, 2019, pp. 1-24.Kwiecien K., Brzoza P., Majewski P., Skulimowska I., Bednarczyk K., Cichy J., Kwitniewski M. Novel insights into the regulation of chemerin expression: role of acute-phase cytokines and DNA methylation. bioRxiv, 2019, pp. 1-24.Picca A., Guerra F., Calvani R., Bucci C., Lo Monaco M.R., Bentivoglio A.R., Coelho-Júnior H.J., Landi F., Bernabei R., Marzetti E. Mitochondrial dysfunction and aging: insights from the analysis of extracellular vesicles. Int. J. Mol. Sci., 2019, Vol. 20 (4), no. 5, pp. 1-12.Picca A., Guerra F., Calvani R., Bucci C., Lo Monaco M.R., Bentivoglio A.R., Coelho-Júnior H.J., Landi F., Bernabei R., Marzetti E. Mitochondrial dysfunction and aging: insights from the analysis of extracellular vesicles. Int. J. Mol. Sci., 2019, Vol. 20 (4), no. 5, pp. 1-12.Shen W., Tian C., Chen H., Yang Y., Zhu D., Gao P., Liu J. Oxidative stress mediates chemerin-induced autophagy in endothelial cells. Free Radic. Biol. Med., 2013, Vol. 55, pp. 73-82.Shen W., Tian C., Chen H., Yang Y., Zhu D., Gao P., Liu J. Oxidative stress mediates chemerin-induced autophagy in endothelial cells. Free Radic. Biol. Med., 2013, Vol. 55, pp. 73-82.Skuratovskaia D., Komar A., Vulf M., Quang H.V., Shunkin E., Volkova L., Gazatova N., Zatolokin P., Litvinova L. IL-6 reduces mitochondrial replication, and IL-6 receptors reduce chronic inflammation in NAFLD and Type 2 diabetes. Int. J. Mol. Sci., 2021, Vol. 22, pp. 1-15.Skuratovskaia D., Komar A., Vulf M., Quang H.V., Shunkin E., Volkova L., Gazatova N., Zatolokin P., Litvinova L. IL-6 reduces mitochondrial replication, and IL-6 receptors reduce chronic inflammation in NAFLD and Type 2 diabetes. Int. J. Mol. Sci., 2021, Vol. 22, pp. 1-15.Skuratovskaia D., Zatolokin P., Vulf M., Mazunin I., Litvinova L. Interrelation of chemerin and TNF-α with mtDNA copy number in adipose tissues and blood cells in obese patients with and without type 2 diabetes. BMC Med. Genomics, 2019, Vol. 12, no. 40, pp. 1-11.Skuratovskaia D., Zatolokin P., Vulf M., Mazunin I., Litvinova L. Interrelation of chemerin and TNF-α with mtDNA copy number in adipose tissues and blood cells in obese patients with and without type 2 diabetes. BMC Med. Genomics, 2019, Vol. 12, no. 40, pp. 1-11.Su Z., Nie Y., Huang X., Zhu Y., Feng B., Tang L., Zheng G. Mitophagy in hepatic insulin resistance: therapeutic potential and concerns. Front. Pharmacol., 2019, Vol. 10, no. 1193. pp. 1-15.Su Z., Nie Y., Huang X., Zhu Y., Feng B., Tang L., Zheng G. Mitophagy in hepatic insulin resistance: therapeutic potential and concerns. Front. Pharmacol., 2019, Vol. 10, no. 1193. pp. 1-15.Takahashi M., Okimura Y., Iguchi G., Nishizawa H., Yamamoto M., Suda K., Kitazawa R., Fujimoto W., Takahashi K., Zolotaryov F.N., Hong K.S., Kiyonari H., Abe T., Kaji H., Kitazawa S., Kasuga M., Chihara K., Takahashi Y. Chemerin regulates β-cell function in mice. Sci Rep., 2011, Vol. 1, pp. 1-10.Takahashi M., Okimura Y., Iguchi G., Nishizawa H., Yamamoto M., Suda K., Kitazawa R., Fujimoto W., Takahashi K., Zolotaryov F.N., Hong K.S., Kiyonari H., Abe T., Kaji H., Kitazawa S., Kasuga M., Chihara K., Takahashi Y. Chemerin regulates β-cell function in mice. Sci Rep., 2011, Vol. 1, pp. 1-10.Vasilenko M.A., Kirienkova E.V., Skuratovskaya D.A., Zatolokin P.A., Mironyuk N.I., Litvinova L.S. The chemerin production changes in obese patients with different carbohydrate metabolism state. Biomed. Khim., 2017, Vol. 63, pp. 582-590.Vasilenko M.A., Kirienkova E.V., Skuratovskaya D.A., Zatolokin P.A., Mironyuk N.I., Litvinova L.S. The chemerin production changes in obese patients with different carbohydrate metabolism state. Biomed. Khim., 2017, Vol. 63, pp. 582-590.Xie Q., Deng Y., Huang C. Chemerin-induced mitochondrial dysfunction in skeletal muscle. J. Cell. Mol. Med., 2015, Vol. 19, pp. 986-995.Xie Q., Deng Y., Huang C. Chemerin-induced mitochondrial dysfunction in skeletal muscle. J. Cell. Mol. Med., 2015, Vol. 19, pp. 986-995.Zierath J.R., Livingston J.N., Thörne A., Bolinder J., Reynisdottir S., Lönnqvist F., Arner P. Regional difference in insulin inhibition of non-esterified fatty acid release from human adipocytes: relation to insulin receptor phosphorylation and intracellular signalling through the insulin receptor substrate-1 pathway. Diabetologia, 1998, Vol. 41, pp. 1343-1354.Zierath J.R., Livingston J.N., Thörne A., Bolinder J., Reynisdottir S., Lönnqvist F., Arner P. Regional difference in insulin inhibition of non-esterified fatty acid release from human adipocytes: relation to insulin receptor phosphorylation and intracellular signalling through the insulin receptor substrate-1 pathway. Diabetologia, 1998, Vol. 41, pp. 1343-1354.

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