Efectele metforminei și vanadiului asupra secreției de leptină din adipocite cultivate de șobolan - Mueller - 2000
Departamentul de Nutriție, Școala de Medicină, Universitatea din California, Davis, California
Departamentul de Nutriție, Școala de Medicină, Universitatea din California, Davis, California
Departamentele de Pediatrie, Facultatea de Medicină, Universitatea din California, Davis, California
Medical Research Institute, Inc., San Bruno, California
Departamentul de Nutriție, Școala de Medicină, Universitatea din California, Davis, California
Departamentul de Nutriție, Universitatea din California, Davis, One Shields Avenue, Davis, CA 95616. E-mail: [email protected] Căutați mai multe lucrări ale acestui autor
Departamentul de Nutriție, Școala de Medicină, Universitatea din California, Davis, California
Departamentul de Nutriție, Școala de Medicină, Universitatea din California, Davis, California
Departamentele de Pediatrie, Facultatea de Medicină, Universitatea din California, Davis, California
Medical Research Institute, Inc., San Bruno, California
Departamentul de Nutriție, Școala de Medicină, Universitatea din California, Davis, California
Departamentul de Nutriție, Universitatea din California, Davis, One Shields Avenue, Davis, CA 95616. E-mail: [email protected] Căutați mai multe lucrări ale acestui autor
Abstract
Obiectiv: Am raportat că utilizarea glucozei reglează expresia și secreția leptinei din adipocite izolate de șobolan. În acest studiu, am utilizat doi agenți antidiabetici care acționează pentru a crește absorbția glucozei de către țesuturile periferice, metformina și vanadiul, ca instrumente farmacologice pentru a examina efectele modificării utilizării glucozei asupra secreției de leptină în culturile primare de adipocite de șobolan.
Metode și proceduri de cercetare: Adipocitele izolate (100 μL de celule ambalate pe godeu) au fost ancorate într-o matrice definită a componentelor membranei bazale (Matrigel) cu medii conținând 5,5 mM glucoză și incubate timp de 96 de ore cu metformină sau vanadiu. Au fost evaluate secreția de leptină, utilizarea glucozei și producția de lactat.
Rezultate: Metformina (0,5 și 1,0 mM) a crescut absorbția glucozei în prezența insulinei 0,16 nM cu 37 ± 10% (
Introducere
Studiile in vitro au arătat că insulina crește expresia și secreția leptinei la rozătoarele izolate ((21), (22), (23)) și adipocite umane (15), (24)). Cu toate acestea, nu a fost clar dacă efectul insulinei de a crește producția de leptină este o consecință directă a creșterii semnalizării insulinei sau poate fi indirect mediată de acțiunile insulinei asupra metabolismului glucozei. Mai multe studii in vivo au oferit suport pentru această din urmă explicație. În primul rând, administrarea de glucoză induce creșteri de ob expresia ARNm, care sunt mai strâns legate de modificările glucozei plasmatice decât de concentrațiile plasmatice de insulină (25), (26)).
Metformina și vanadiul sunt doi agenți antidiabetici, care sunt capabili să sporească absorbția și utilizarea glucozei de către țesuturile periferice (29 (29)). În studiul de față, am folosit metformină și vanadiu ca instrumente farmacologice pentru a examina efectele modificării utilizării glucozei adipocite asupra producției de leptină în culturile primare de adipocite izolate. Utilizarea glucozei, producția de lactat și secreția de leptină au fost măsurate timp de 96 de ore în adipocite de șobolan izolate cultivate într-o matrice de membrană bazală care menține diferențierea adipocitelor.
Metode și proceduri de cercetare
Materiale
Mediile (mediul Eagle modificat [DMEM] al lui Dulbecco) și serul bovin fetal (FBS) au fost achiziționate de la Life Technologies (Grand Island, NY). Mediul a fost suplimentat cu 6 mL fiecare de aminoacizi esențiali minimi, penicilină/streptomicină (5000 U/mL/5000 µg/mL) și nistatină (10.000 U/mL; toate de la Life Technologies) la 500 mL de DMEM. Fracția albuminei serice bovine V, 4‐ (2 - hidroxietil) ‐1 - acid piperazinetansulfonic (HEPES), colagenază (Clostridium histolyticum, tip II; activitate specifică, 456 U/mg), insulină și metformină au fost achiziționate de la Sigma Chemical Co. (St. Louis, MO). Matricea Matrigel a fost achiziționată de la Becton Dickinson (Franklin Lakes, NJ). Bis (maltolato) oxovanadiu (IV) (BMOV), o formă organizată de vanadiu (31), a fost un cadou de la Dr. John McNeill și Violet Yuen, Departamentul de Științe Farmaceutice, Universitatea British Columbia, Vancouver, BC, Canada. Plăcile Falcon cu șase sonde au fost achiziționate de la Fisher Scientific (Pittsburgh, PA). Filtre din nailon au fost achiziționate de la Tetko (Kansas City, MO).
Animale
Șobolanii Sprague - Dawley masculi (cu vârsta cuprinsă între 3 și 6 luni) au fost obținuți de la Charles River (Wilmington, MA). Animalele au fost adăpostite în cuști de sârmă suspendate în camere cu temperatură controlată (22 ° C), cu un ciclu de lumină - întuneric de 12 ore și au fost hrănite cu dietă Purina chow (Ralston - Purina, St. Louise, MO) și li s-a dat apă deionizată ad libitum. Utilizarea și îngrijirea animalelor a fost în conformitate cu Ghidul Institutului Național de Sănătate pentru Utilizarea și Îngrijirea Animalelor de Laborator și a fost efectuată în facilități acreditate de Asociația Americană pentru Acreditarea Îngrijirii Animalelor de Laborator. Protocolul de studiu a fost aprobat de Comitetul administrativ de utilizare și îngrijire a animalelor de la Universitatea din California, Davis.
Metode
Izolarea/prepararea celulei.
Adipocitele au fost preparate din tampoane de grăsime epididimale de la șobolani Sprague-Dawley masculi cu o greutate de 300 până la 600 g. Depozitele de grăsimi epididimale au fost resecate de la șobolani anotanizați cu halotan în condiții aseptice, iar adipocitele au fost izolate prin digestia colagenazei prin metoda Rodbell ((32)) cu modificări minore așa cum s-a descris anterior ((28)). Adipocitele izolate au fost apoi incubate timp de 30 de minute la 37 ° C înainte de a fi placate și cultivate pe plăci acoperite cu Matrigel.
Cultura adipocitelor.
Analize.
Concentrațiile de leptină în mediu au fost determinate cu o radioimunologie sensibilă și specifică pentru leptina de șobolan ((37)) cu reactivi obținuți de la Linco Research, St. Charles, MO. Glucoza și lactatul au fost măsurate cu un analizor de glucoză (modelul 2300, YSI, Yellow Springs, OH).
Analiza datelor.
Deoarece metformina a prezentat efecte toxice asupra metabolismului adipocitelor la concentrații mai mari de 5,0 mM, rezultatele din culturile incubate cu metformină la concentrații mai mari de 5,0 mM nu au fost incluse în aceste analize. Relația dintre producția de lactat din secreția de glucoză și leptină a fost, de asemenea, examinată numai în grupurile de control. Datele sunt exprimate ca mijloace + SEM.
Rezultate
Efectele metforminei
Au fost examinate efectele metforminei asupra absorbției glucozei, producției de lactat și secreției de leptină. Metformina la o concentrație de 0,1 mM nu a afectat absorbția glucozei în comparație cu suspensiile martor corespunzătoare care conțin insulină (0,16 nM) singură. La 0,25 mM, absorbția glucozei a crescut (% Δ = +9 ± 8%), dar efectul nu a fost semnificativ statistic, probabil din cauza numărului mai mic de studii ( = 5) efectuate la această concentrație. Metformina a stimulat absorbția glucozei la concentrații de 0,5 mM (+37 ± 10%, Tabelul 1. Efectele metforminei în prezența insulinei 0,16 nM asupra absorbției de glucoză, producției de lactat și procentului de glucoză carbon preluat care a fost eliberat sub formă de lactat de către adipocitele de șobolan izolate timp de 96 de ore în cultură (medie ± SEM)
| Control ( = 18) | 7,5 ± 0,7 | 5,7 ± 0,5 | 40,9 ± 3,6 |
| 0,1 ( = 4) | 6,5 ± 0,9 | 5,9 ± 0,6 | 47,2 ± 6,3 |
| 0,25 ( = 5) | 11,0 ± 1,4 | 8,6 ± 1,3 | 40,2 ± 5,9 |
| 0,5 ( = 9) | 11,0 ± 1,2 † | 9,5 ± 1,2 † | 44,9 ± 5,1 |
| 1.0 ( = 18) | 11,6 ± 0,7 ‡ | 14,4 ± 0,9 ‡ | 63,8 ± 3,4 * |
| 5.0 ( = 15) | 8,3 ± 0,6 | 14,4 ± 1,0 ‡ | 85,6 ± 4,1 ‡ |