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セレンシステインリアーゼ遺伝子が破壊されたマウスにおける食事誘発性肥満に対するセレン補給の効果
Effects of selenium supplementation on diet-induced obesity in mice with a disruption of the selenocysteine lyase gene.
PMID: 32683228 DOI: 10.1016/j.jtemb.2020.126596.
抄録
背景:
アミノ酸のセレノシステイン（Sec）はセレノタンパク質の重要な一部であり、主に強力な酸化還元反応に関与するタンパク質のクラスである。酵素Secリアーゼ（SCLY）はSecを分解してセレン化物に変換し、セレンタンパク質合成機械を介してセレン（Se）原子のリサイクルを可能にします。我々は以前、マウスのScly遺伝子（Scly KO）の破壊が肥満とメタボリックシンドロームの発症につながることを実証した。我々の目的は、Se 補給が Scly KO マウスの肥満を改善し、グルコースホメオスタシスを回復させることができるかどうかを調べることであった。
BACKGROUND: The amino acid selenocysteine (Sec) is an integral part of selenoproteins, a class of proteins mostly involved in strong redox reactions. The enzyme Sec lyase (SCLY) decomposes Sec into selenide allowing for the recycling of the selenium (Se) atom via the selenoprotein synthesis machinery. We previously demonstrated that disruption of the Scly gene (Scly KO) in mice leads to the development of obesity and metabolic syndrome, with effects on glucose homeostasis, worsened by Se deficiency or a high-fat diet, and exacerbated in male mice. Our objective was to determine whether Se supplementation could ameliorate obesity and restore glucose homeostasis in the Scly KO mice.
方法:
3週間齢のオスとメスのScly KOマウスに、45％のkcal脂肪と亜セレン酸ナトリウムまたは亜セレン酸ナトリウムとセレノメチオニンの混合物（セレン酸/SeMet）を中等度（0.25ppm）または高レベル（0.5-1ppm）で含む食事を9週間にわたって別々の実験で与え、代謝パラメータ、酸化ストレス、およびセレノタンパク質の発現を評価した。
METHODS: Three-weeks old male and female Scly KO mice were fed in separate experiments a diet containing 45 % kcal fat and either sodium selenite or a mixture of sodium selenite and selenomethionine (selenite/SeMet) at moderate (0.25 ppm) or high (0.5-1 ppm) levels for 9 weeks, and assessed for metabolic parameters, oxidative stress and expression of selenoproteins.
結果:
セレン補給は、雄性Scly KOマウスの肥満および精巣上体白色脂肪組織重量の上昇を防ぐことができなかった。Scly KOマウスの血清グルタチオンペルオキシダーゼ活性は、性別や食事によるSeの摂取量に関係なく変化しなかったが、セレン酸塩/SeMetの混合物を補給することで、雄性Scly KOマウスの酸化ストレスバイオマーカーが改善された。
RESULTS: Se supplementation was unable to prevent obesity and elevated epididymal white adipose tissue weights in male Scly KO mice. Serum glutathione peroxidase activity in Scly KO mice was unchanged regardless of sex or dietary Se intake; however, supplementation with a mixture of selenite/SeMet improved oxidative stress biomarkers in the male Scly KO mice.
結論:
これらの結果は、Scly喪失後のエネルギー代謝の性およびセレン化合物特異的な制御を明らかにし、Seレベルに関係なく全身のエネルギー代謝を制御するこの酵素の役割を示唆している。
CONCLUSION: These results unveil sex- and selenocompound-specific regulation of energy metabolism after the loss of Scly, pointing to a role of this enzyme in the control of whole-body energy metabolism regardless of Se levels.
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