research

Ghrelin-O-Acyltransferase und Dipeptidylpeptidase-4: zwei mögliche neue Targets für die Therapie der Adipositas

Abstract

Introduction. In light of the rapidly increasing prevalence of obesity and lack of pharmacological treatment options, a better understanding of feeding regulation is needed. Ghrelin is the only known peripherally produced and centrally acting feeding stimulator, while ghrelin-O-acyltransferase (GOAT) is the only known ghrelin-activating enzyme. Animal studies regarding its role in feeding regulation are contradictory and few data is published on the occurrence of GOAT and function in humans. Dipeptidyl peptidase 4 (DPP4-) cleaves several peptides involved in the feeding regulation, mainly deactivating anorexigenic peptides. The regulation of DPP-4 by chronically altered body mass index (BMI) is unknown. Methods. In the first study, food intake, body weight and behavior of rats housed in the special cages of a new food intake monitoring device were measured. With this device, the microstructure of feeding after peripheral GOAT inhibition was analyzed (inhibitor: GO-CoA-Tat; doses: 32, 96 and 288 µg/kg; n=9-11/group). For the second study, GOAT was measured in human blood and its BMI-dependent expression was examined (groups by BMI: 50 kg/m², n=9/group). For the third study, blood samples of subjects with a range of BMI from 9 to 85 kg/m² (n=75) were taken and DPP-4 was measured. Results. In the first study, animals adapted rapidly within 2-3 days to the cages of the feeding monitoring system. GOAT inhibition led to dose-dependent reduction of food intake (effective dose: 96 µg/kg; -27% in 2nd hour vs. controls; p50 kg/m², n=9/Gruppe). Für die dritte Studie wurde Patienten (BMI-Spanne von 9 bis 85 kg/m², n=75) Blut entnommen und DPP-4 gemessen. Ergebnisse. In der ersten Studie zeigten die Tiere eine rasche Adaptation in 2-3 Tagen an die Spezialkäfige zur mikrostrukturellen Analyse der Nahrungsaufnahme. Eine GOAT-Hemmung führte zur dosisabhängigen Reduktion der Nahrungsaufnahme (effektive Dosis: 96 µg/kg; -27% in Stunde 2 vs. Kontrolltiere; p<0,05). Diese Reduktion wurde über eine verringerte Häufigkeit der Mahlzeiten (-15% vs. Kontrolltiere; p<0,05) bei gleichbleibender Mahlzeitgröße vermittelt und war mit niedrigeren Acyl-Ghrelin-Spiegeln assoziiert (-57% in Stunde 2 vs. Kontrolltiere; p<0,05). GOAT konnte auch im menschlichen Plasma nachgewiesen werden und war BMI-abhängig exprimiert, was sich in einer positiven Korrelation mit dem BMI widerspiegelte (r=0,71, p<0,001). In der dritten Studie war auch zirkulierende DPP-4 positiv mit dem BMI korreliert (r=0,34, p=0,004). Schlussfolgerung. Eine Methode zur Messung der Nahrungsaufnahme-Mikrostruktur, welche die genaue Charakterisierung nahrungsregulatorischer Peptide erlaubt, wurde für den Einsatz bei Ratten etabliert. Periphere GOAT-Inhibition bewirkte eine Reduktion der Nahrungsaufnahme über gesteigerte satiety (späterer Beginn der nächsten Mahlzeit). GOAT ist beim Menschen vorhanden und wird BMI-abhängig exprimiert. Möglicherweise trägt die veränderte Regulierung von GOAT bei Über- (mehr GOAT) bzw. Untergewicht (weniger GOAT) zur Erhaltung des Krankheitszustandes bei. Auch DPP-4 korreliert positiv mit dem BMI mit erhöhten Konzentrationen bei Adipositas. Da DPP-4 vor allem anorexigene Peptide deaktiviert, könnte sich auch dies ungünstig auf die Gewichtsregulation auswirken. Diese Ergebnisse könnten zu neuen medikamentösen Strategien der Adipositas-Therapie beitragen

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