Modificări ale structurii insulelor pancreatice, metabolismului și exprimării genelor la obezii induși de dietă

Departamentul de Medicină pentru Afiliere, Divizia de Endocrinologie, Diabet și Metabolism, Universitatea din Pennsylvania Școala de Medicină Perelman, Philadelphia, Pennsylvania, Statele Unite ale Americii

Departamentul de afiliere pentru biochimie și biofizică, Universitatea din Pennsylvania Școala de medicină Perelman, Philadelphia, Pennsylvania, Statele Unite ale Americii

Affiliation Bioinformatics Group, Penn Molecular Profiling Facility, Universitatea din Pennsylvania Perelman School of Medicine, Philadelphia, Pennsylvania, Statele Unite ale Americii

Departamentul de afiliere pentru medicină internă, Strelitz Diabetes Center, Eastern Virginia Medical School, Norfolk, Virginia, Statele Unite ale Americii

Departamentul de Medicină al Afilierilor, Divizia de Endocrinologie, Diabet și Metabolism, Facultatea de Medicină Perelman din Universitatea Pennsylvania, Philadelphia, Pennsylvania, Statele Unite ale Americii, Departamentul de Medicină Internă, Centrul de Diabet Strelitz, Școala de Medicină din Virginia de Est, Norfolk, Virginia, Statele Unite Statele din America

Regan Roat,
Vandana Rao,
Nicolai M. Doliba,
Franz M. Matschinsky,
John W. Tobias,
Eden Garcia,
Rexford S. Ahima,
Yumi Imai

Cifre

Abstract

Citare: Roat R, Rao V, Doliba NM, Matschinsky FM, Tobias JW, Garcia E și colab. (2014) Modificări ale structurii insulelor pancreatice, metabolismului și expresiei genei la șoarecii obezi C57BL/6J induse de dietă. PLOS ONE 9 (2): e86815. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0086815

Editor: Kathrin Maedler, Universitatea din Bremen, Germania

Primit: 9 aprilie 2013; Admis: 19 decembrie 2013; Publicat: 5 februarie 2014

Finanțarea: Studiul a fost susținut parțial de subvenții de la Institutele Naționale de Sănătate (K08-DK071536 la YI), un Institut pentru Obezitate și Metabolism al Diabetului de la Universitatea din Pennsylvania și Grant de fezabilitate (la YI), P01-DK049210 (la RSA), Centrul de Cercetare a Diabetului, Fenotiparea Șoarecilor și Nucleele de Biologie a Insulelor (P30-DK19525), Institutul Penn Genomes Frontiers și o subvenție cu Departamentul de Sănătate din Pennsylvania (către JT). Finanțatorii nu au avut niciun rol în proiectarea studiului, colectarea și analiza datelor, decizia de publicare sau pregătirea manuscrisului.

Interese concurente: Autorii au declarat că nu există interese concurente.

Introducere

Rezistența la insulină observată frecvent la obezitate este considerată un factor de risc pentru dezvoltarea diabetului de tip 2 (T2D) [1]. Cu toate acestea, eșecul secreției de insulină a insulelor pancreatice pentru a compensa rezistența la insulină este patologia critică care duce în cele din urmă la T2D [2] - [4]. Rolul critic pe care îl joacă insulele în patogeneza T2D este evidențiat de studii de asociere la nivel de gene (GWAS) care au identificat loci de susceptibilitate pentru T2D mai frecvent asociate cu funcțiile insulelor decât sensibilitatea la insulină [5]. Mai mult, se consideră că înrăutățirea progresivă a T2D la om rezultă dintr-o pierdere treptată a masei funcționale a celulelor β [3]. Astfel, există un interes puternic în disecarea căilor moleculare care duc la scăderea masei și funcției celulelor β în T2D, mai ales că boala rămâne o provocare gravă pentru sănătatea publică, cu un număr limitat de terapii eficiente pentru a inversa patologia [6].

Materiale și metode

Studii pe animale

Experimentele au fost efectuate în conformitate cu liniile directoare ale Comitetului instituțional de îngrijire și utilizare a animalelor, cu aprobările sale. Șoarecii masculi BL6J de 4 săptămâni (Laboratoarele Jackson) au fost găzduiți n = 5/cușcă în ciclu de lumină 12: întuneric, la temperatura ambiantă de 22 ° C și au permis accesul gratuit la alimente și apă. Grupuri de șoareci au fost hrăniți cu rozătoare normale (NC) (4 kcal% grăsime; 5001 din Lab Diet) sau cu o dietă bogată în grăsimi (HF) (45 kcal% grăsimi; D124551 de la Research Diets, Inc.,). Șoarecii au fost recoltați pentru studii histologice și pentru izolarea insulelor după 14 săptămâni pe dietă NC sau HF.

Homeostazia glucozei in vivo

Greutatea corporală a fost monitorizată săptămânal la șoareci conștienți la hrănirea ad libitum. Glicemia din coadă a fost măsurată cu un glucometru în timpul zilei în timpul hrănirii ad libitum (One Touch Ultra; Lifescan, Johnson & Johnson). Testele de toleranță la glucoză au fost efectuate după repaus peste noapte (16 ore). După măsurarea glicemiei din coadă, s-a injectat 1,5 g/kg soluție de glucoză IP, iar sângele din coadă a fost extras în diferite momente. Pentru a evalua secreția de insulină stimulată de glucoză in vivo, șoarecii au fost posti timp de 5 ore dimineața, li s-au administrat 3 gm/kg IP glucoză și s-au obținut 20 de sânge din coadă la momentele indicate pentru măsurarea insulinei de către ELISA (Crystal Chem Inc.) . Nivelurile serice de insulină au fost, de asemenea, măsurate în sângele cardiac obținut în momentul sacrificării.