Пряме порівняння метаболічних реакцій на дієту з високим вмістом жиру при цукровому діабеті мишей C57BL6J та C57BL6NJ
Анотація
Вступ
Миші C57BL/6J (6J) є одними з найбільш широко використовуваних генетичних штамів у галузі досліджень діабету. Ці миші виявляють симптоми непереносимості глюкози вже у віці 6 тижнів (1) і дуже сприйнятливі до розвитку ожиріння, резистентності до інсуліну та явного діабету 2 типу, коли вони отримують дієту з високим вмістом жиру (2,3). В елегантній серії експериментів, проведених Toye та співавт. (4), непереносимий глюкозою фенотип штаму 6J був нанесений на природну внутрішньокадрову делецію з п’ятьма екзонами в гені нікотинаміду нуклеотид трансгідрогенази (NNT) (5,6). Подальші експерименти, в яких функціональний NNT був повторно впроваджений за допомогою трансгенної експресії, успішно врятували порушену секрецію інсуліну/фенотип кліренсу глюкози у мишей 6J (5), підтверджуючи тим самим втрату функції NNT як джерела непереносимості глюкози. Вважається, що відсутність NNT підвищує вплив пероксиду мітохондрій у β-клітині у відповідь на поглинання та метаболізм глюкози, знижуючи тим самим співвідношення АТФ/АДФ (через поки що невстановлений механізм), затримуючи закриття каналу KATP та в кінцевому рахунку погіршує секрецію інсуліну (7).
На додаток до NNT, нещодавні дані свідчать про широкомасштабні генетичні варіації, що охоплюють множинні однонуклеотидні поліморфізми, невеликі індели та структурні варіанти, що розрізняють підгрупи 6J та 6N (8). Уражені гени охоплюють різні біологічні шляхи і як такі, ймовірно, пояснюють численні фенотипові відмінності, задокументовані між мишами 6J та 6N (8). Незважаючи на чіткий генотиповий та фенотиповий розбіжність між мишами 6J та 6N, дві лінії часто позначаються як сини “C57BL/6”, створюючи як невідповідність, так і плутанину в полі. До цього моменту в недавньому огляді літератури Фонтен і Девіс (12) повідомили, що вечора, якщо не вказано інше. Контроль рівня глюкози в крові здійснювався за допомогою системи моніторингу альфа-сліду глюкози в крові з проб, відібраних у дистальній хвостовій вені. Після початкового вимірювання глюкози в крові інтраперитонеально вводили глюкозу (2 г/кг FFM) або інсулін (0,5 U/kg FFM), і вимірювання глюкози проводили кожні 10–20 хв протягом 90–120 хв. Інсулін оцінювали за допомогою комерційно доступного набору ІФА (Merck Millipore).
[3+ Н] Поглинання 2-дезоксиглюкози
Відразу після видалення м'язи розгиначів пальців довжини поміщали всередину попередньо заповнених лунок, що містять буфер Кребса-Генселейта плюс 1 ммоль/л пірувату з безперервним барботуванням 95% O2 та 5% CO2 у водяній бані з контрольованою температурою (37 ° C). Після 20-хвилинного передінкубаційного періоду м’язи переносили у свіжі лунки, які містили або не містили інсуліну (50 мО/мл), протягом 30 хв. Потім м’язи переносили в інкубаційні лунки, що містять 5 ммоль/л 2-дезоксиглюкози (2-ДГ), 10 ммоль/л манітолу, 0,2 мкКі/мл [3+ Н] 2-ДГ, 0,01 мкКі/мл [14 С] d - маніт, з інсуліном або без нього (50 мО/мл). Після інкубації м'язи переносили в крижаний буфер Кребса-Хенселейта, щоб зупинити реакцію, обрізали сполучну тканину і заморожували до моменту аналізу. Заморожені м'язи зважували і розчиняли в 0,1 мл 0,5 N NaOH. Солюбілізовані м’язи та зразки середовищ для інкубації підраховували в рідинному сцинтиляційному лічильнику Beckman LS 5000 TD, встановленому для одночасного підрахунку 14 C та 3 H-каналів. Дані виражаються у мікромолях на грам на годину.
Оцінка енергетичного обміну всього тіла
Система TSE LabMaster (TSE Systems, Chesterfield, MO) була використана для визначення VO2 та VCO2, коефіцієнта дихального обміну, споживання їжі та води та витрат енергії. Інфрачервоні датчики використовувались для реєстрації амбулаторної активності в тривимірних осях (x, y та z). Усі зареєстровані вимірювання представляють середнє значення принаймні двох 12-годинних світлових або темних циклів. Вимірювання жиру та нежирної маси тіла визначали за допомогою EchoMRI-500 (EchoMRI, Houston, TX).