Acumularea secreției 3-deoxiglucozone a țesutului intestinal a atenuat secreția GLP-1 și a acesteia
Lurong Zhang
Suzhou Academy of Wumen Chinese Medicine, Suzhou Hospital of Traditional Chinese Medicine, No. 18, Yangsu Road, Suzhou, 215003 Republica Populară Chineză Jiangsu
Cântecul Xiudao
Suzhou Academy of Wumen Chinese Medicine, Suzhou Hospital of Traditional Chinese Medicine, No. 18, Yangsu Road, Suzhou, 215003 Republica Populară Chineză Jiangsu
Liang Zhou
Suzhou Academy of Wumen Chinese Medicine, Suzhou Hospital of Traditional Chinese Medicine, No. 18, Yangsu Road, Suzhou, 215003 Republica Populară Chineză Jiangsu
Guoqiang Liang
Suzhou Academy of Wumen Chinese Medicine, Suzhou Hospital of Traditional Chinese Medicine, No. 18, Yangsu Road, Suzhou, 215003 Republica Populară Chineză Jiangsu
Heng Xu
Suzhou Academy of Wumen Chinese Medicine, Suzhou Hospital of Traditional Chinese Medicine, No. 18, Yangsu Road, Suzhou, 215003 Republica Populară Chineză Jiangsu
Fei Wang
Suzhou Academy of Wumen Chinese Medicine, Suzhou Hospital of Traditional Chinese Medicine, No. 18, Yangsu Road, Suzhou, 215003 Republica Populară Chineză Jiangsu
Fei Huang
Suzhou Academy of Wumen Chinese Medicine, Suzhou Hospital of Traditional Chinese Medicine, No. 18, Yangsu Road, Suzhou, 215003 Republica Populară Chineză Jiangsu
Guorong Jiang
Suzhou Academy of Wumen Chinese Medicine, Suzhou Hospital of Traditional Chinese Medicine, No. 18, Yangsu Road, Suzhou, 215003 Republica Populară Chineză Jiangsu
Date asociate
Seturile de date care susțin concluziile acestui articol sunt incluse în articol și în fișierul său suplimentar.
Abstract
fundal
Descoperirile noastre recente susțin ideea că 3-deoxiglucozona (3DG), o compoziție dietetică, a fost sugerată ca un factor independent pentru dezvoltarea prediabetului. S-a sugerat că secreția peptidei de tip glucagon-1 (GLP-1) este afectată în T2DM și în condiții asociate cu hiperglicemie. Deoarece biodisponibilitatea orală scăzută a 3DG a fost indicată într-un singur studiu de administrare, în studiul de față am examinat dacă 3DG este capabil să se acumuleze în țesutul intestinal al șobolanilor după administrarea de 2 săptămâni de 3DG, iar tratamentul 3DG afectează secreția GLP-1 și toleranta la glucoza.
Metode
Șobolanii au fost administrați prin gavaj gastric timp de 2 săptămâni. Am măsurat conținutul 3DG al țesuturilor intestinale (prin HPLC), nivelurile plasmatice ale GLP-1 total (prin ELISA), insulină și glucagon (ambele prin radioimunotest) și concentrațiile de glucoză din sânge. Expresiile subunităților receptorilor dulci (TAS1R2, TAS1R3) și a moleculei sale din aval TRPM5 în duoden și țesuturile colonului șobolanilor au fost cuantificate prin WB. Am examinat secreția GLP-1 în celulele enteroendocrine STC-1 expuse la 3DG.
Rezultate
Tratamentul 3DG timp de 2 săptămâni a crescut conținutul 3DG al țesuturilor intestinale, a concentrației de glucoză din sânge și a redus concentrațiile plasmatice de GLP-1 și insulină la post și la 15 și 180 de minute după încărcarea de glucoză și toleranța la glucoză pe cale orală împreună cu concentrațiile crescute de glucagon în plasmă. Expresiile TAS1R2, TAS1R3 și TRPM5 s-au dovedit a fi reduse în timp ce tratamentul 3DG nu a afectat activitatea dipeptidil peptidazei-4 plasmatice, indicând o secreție GLP-1 afectată la șobolanii tratați cu 3DG. Această idee a fost susținută și de faptul că expunerea la 3DG scade direct secreția GLP-1 în STC-1.
Concluzie
Este prima demonstrație că 3DG a fost capabil să se acumuleze în țesutul intestinal și, prin urmare, a scăzut secreția de GLP-1 și insulină într-un mod similar. Șobolanii tratați cu 3DG au dezvoltat o reglare a glucozei afectată (IGR) cu disfuncție celulară insulară evident pancreatică. Se concluzionează în continuare că o scădere a funcției biologice a GLP-1 care rezultă din secreția scăzută de GLP-1 este mecanismul cel mai probabil pentru secreția de insulină afectată, care a promovat în cele din urmă dezvoltarea IGR. Aceste rezultate vor contribui, de asemenea, la o mai bună înțelegere a semnificației pentru restabilirea secreției fiziologice de GLP-1.
Material suplimentar electronic
Versiunea online a acestui articol (doi: 10.1186/s13098-016-0194-9) conține materiale suplimentare, care sunt disponibile utilizatorilor autorizați.
fundal
În studiul actual, 3DG a fost administrat prin gavaj gastric șobolanilor Sprague-Dawley (SD) timp de 2 săptămâni pentru a investiga distribuția 3DG în țesuturile intestinale. De asemenea, am examinat efectele administrării intragastrice de 3DG asupra nivelurilor plasmatice de GLP-1, insulină și glucagon și reglarea glucozei. Mai mult, s-au investigat expresiile subunităților receptorilor dulci (TAS1R2, TAS1R3) și ale moleculei sale aval TRPM5 în duoden și țesuturile colonului șobolanilor, care este legată de secreția GLP-1. În plus, am folosit modelul de celule L STC-1 pentru a investiga efectul direct al 3DG asupra secreției GLP-1.
Metode
Sinteza 3DG
Conform metodei lui Kato și colab. [32], 3DG a fost sintetizat din glucoză așa cum s-a descris anterior [13].
Determinarea dozelor adecvate de administrare intragastrică de 3DG
Rapoartele anterioare au estimat un aport dietetic mediu de 3DG de aproximativ 50 mg/zi pe baza conținutului de 3DG din alimentele consumate în mod obișnuit [10]. Pentru a obține efectul echivoc al unui aport potențial de 3DG de 50 mg pe zi, am calculat o doză pe baza suprafeței corporale (4,5 mg/kg pentru șobolani). Anterior, am raportat că administrarea intragastrică de 5 mg/kg 3DG timp de 2 săptămâni a crescut ușor nivelul de glucoză plasmatică în cadrul testelor orale de toleranță la glucoză la șoareci. Prin urmare, am dat 5, 20 sau 50 mg/kg 3DG prin gavaj gastric.
Animale
Șobolani SD de 11 săptămâni au fost achiziționați de la Matt Albert Technology Co. Ltd (Suzhou, China) și găzduit într-o cameră cu temperatură controlată (23 ° C) și 12 h lumină/12 h ciclu întunecat. Toate procedurile experimentale pe animale au fost efectuate în conformitate cu Ghidul pentru îngrijirea și utilizarea animalelor de laborator (ediția a opta, 2011). Studiul a fost aprobat de comitetul local de etică al Spitalului de Medicină Tradițională Chineză Suzhou. Șobolanii au avut acces gratuit la o dietă standard pentru rozători (Shuangshi Laboratory Animal Feed Science Co. Ltd, Suzhou, China) și apă. Dieta conținea apă (≤10%), proteine brute (≥20,5%), grăsimi brute (≥4%), fibre brute (≤5%), cenușă brută (≤8%) și un amestec de vitamine și micronutrienți. După 1 săptămână de aclimatizare, șobolanii au fost împărțiți în mod aleatoriu în patru grupuri cu concentrație similară de glucoză în repaus alimentar și fiecare grup a fost format din șase șobolani. Vehiculul (martor), 5 mg/kg 3DG, 20 și 50 mg/kg 3DG au fost administrate zilnic prin gavaj gastric, cu o perioadă administrată de 2 săptămâni. Greutatea corporală a fost măsurată zilnic. Șobolanii au fost postiti peste noapte înainte de experimente.