Рапаміцин погіршує індукований HPD сприятливий вплив на гомеостаз глюкози
Ген-Руей Чанг
1 кафедра ветеринарної медицини Національного університету Чунг Хсінг, Тайчжун, Тайвань
2 Відділ залишкового контролю, Інститут досліджень сільськогосподарських хімікатів та токсичних речовин, Рада сільського господарства, Тайчжун, Тайвань
І-Шін Чіу
1 кафедра ветеринарної медицини Національного університету Чунг Хсінг, Тайчжун, Тайвань
Інь-Інь Ву
1 кафедра ветеринарної медицини Національного університету Чунг Хсінг, Тайчжун, Тайвань
Ю-Чі Лінь
1 кафедра ветеринарної медицини Національного університету Чунг Хсінг, Тайчжун, Тайвань
По-Хсун Хоу
1 кафедра ветеринарної медицини Національного університету Чунг Хсінг, Тайчжун, Тайвань
3 Відділ психіатрії, Загальна лікарня ветеранів Тайчжун, Тайчжун, Тайвань
Френк Чіаунг Мао
1 кафедра ветеринарної медицини Національного університету Чунг Хсінг, Тайчжун, Тайвань
Пов’язані дані
Таблиця S1 Склад експериментальних дієт.
Таблиця S2 Вплив рапаміцину на масу тіла, метаболічні ефекти, рівень лептину в сироватці крові, масу органів та показники жирності печінки у худих мишей, які отримували протягом 35 днів носій або рапаміцин.
Анотація
Передумови та призначення
Також пропонується, щоб рапаміцин, який клінічно використовується для лікування відторгнення трансплантата, впливав на метаболічний синдром; однак існує дуже мало інформації про його вплив на худорлявих тварин/людей. Метою цього дослідження була подальша характеристика ефектів постійного використання рапаміцину на гомеостаз глюкози у худих мишей C57BL6/J.
Експериментальний підхід
Мишей годували високобілковою дієтою (HPD) протягом 12 тижнів, щоб розробити худу модель, а потім обробляли щодня рапаміцином протягом 5 тижнів, залишаючись на HPD. Параметри метаболізму, ендокринні профілі, тести на толерантність до глюкози, індекс чутливості до інсуліну, експресію транспортера глюкози GLUT4 та розподіл хрому вимірювали in vivo.
Ключові результати
Більш низький приріст маси тіла, а також зниження споживання калорій, жирових прокладки, показники жирності печінки, розмір адипоцитів та показники тесту на толерантність до глюкози спостерігались у мишей, що годувались HPD, порівняно з мишами, які харчувались жирною або стандартною дієтою. Незважаючи на ці сприятливі ефекти, худорляві миші, які отримували рапаміцин, демонстрували більшу непереносимість глюкози, знижену чутливість до інсуліну, меншу експресію м’язів GLUT4 та зміни рівня хрому в тканинах навіть при високому рівні інсуліну.
Висновки та наслідки
Наші висновки демонструють, що безперервне введення рапаміцину може призвести до розвитку синдрому діабету, оскільки було встановлено, що це викликає гіперглікемію та непереносимість глюкози на худих тваринних моделях.
Таблиці посилань
| Транспортери a | Ферменти b |
| КЛЮЧ4 | Акт (ПКБ) |
| mTOR | |
| S6K1 |
У цих таблицях перераховані ключові білкові мішені та ліганди в цій статті, які гіперпосилаються на відповідні записи в http://www.guidetopharmacology.org, загальному порталі даних з Інструкції IUPHAR/BPS з ФАРМАКОЛОГІЇ (Pawson et al., 2014) та постійно архівуються у Стислому посібнику з ФАРМАКОЛОГІЇ 2013/14 (a, b Alexander et al., 2013a, b).
Вступ
Цукровий діабет 2 типу є визнаним розладом перевантаження поживних речовин, який виникає у осіб із ожирінням, коли вивільнення інсуліну через дисфункціонуючі бета-клітини підшлункової залози не контролює рівень глюкози в крові у відповідь на резистентність до інсуліну (Kahn et al., 2006). Обмеження енергії, особливо більш ніж на 50% енергії у вигляді білка, є загальним і успішним альтернативним методом лікування ожиріння, який, як правило, ефективний для досягнення втрати маси тіла та запобігання подальшому виникненню діабету (St Jeor et al., 2001). Більше того, люди з діабетом 2 типу, які харчуються високобілковою дієтою (HPD), знизили рівень глюкози в крові після їжі та покращили загальний контроль глюкози (Gannon et al., 2003). Тим не менш, добавки з високим вмістом білка корелюють із сприянням загоєнню ран, захистом від шоку, недоїданням, контролем анемії, розвитком набряків та посиленням імунного захисту після операції та опікової травми (Spence et al., 1946).
Методи
Тварини та лікування наркотиками
Самці мишей C57BL/6J у віці 5 тижнів, отримані з Ресурсу досліджень освіти, Національний лабораторний центр тварин, Тайвань, використовувались відповідно до Керівних принципів по догляду та використанню лабораторних тварин за рекомендацією уряду Тайваню. Протокол для експериментальних мишей також був розглянутий та затверджений Інституційним комітетом з догляду та використання тварин (IACUC) Національного університету Чунг Хсінг (схвалення IACUC № 98-85). Всі дослідження за участю тварин повідомляються відповідно до рекомендацій ARRIVE для звітування про експерименти з тваринами (Kilkenny et al., 2010; McGrath et al., 2010). Всього в цих експериментах було використано 60 тварин. Тварин було вбито передозуванням анестетика, уретану (1,2 мг кг -1) комбінованого вуглекислого газу.
Експеримент I
Тварини були розділені на три групи для встановлення моделі худих тварин: (i) контрольна група: мишей годували стандартною дієтою (SD; дієта 5008, збагачена білками дієта, 49,4% вуглеводів; PMI Nutrition International, Brentwood, MO), США); (ii) група з високим вмістом жиру (HFD): мишей годували HFD (дієта 592Z, збагачена білками дієта та модифікована лабораторія з 35,5% сала; PMI Nutrition International Inc); (iii) Група HPD: мишей годували HPD (дієта 5787, дієта, збагачена білками, 60,0%, PMI Nutrition International Inc) (Довідкова інформаційна таблиця S1). Усі групи годувались довільно протягом 12 тижнів. Мишей розміщували індивідуально у стандартних пластикових клітках для гризунів у приміщеннях для тварин з контрольованою температурою (22 ± 1 ° C), вологістю (55 ± 5%) та циклом світло-темнота 12:12 год. Вагу тіла всіх мишей вимірювали протягом 12 тижнів, а потім аналізували.
Експеримент II
П’ятитижневих самців мишей C57BL/6J годували HPD протягом 12 тижнів для розвитку худорлявої тварини з нормальним рівнем глюкози, після нашого попереднього дослідження, описаного в експерименті I. Потім мишей випадковим чином розділили на дві групи у віці 17 тижнів. Одній групі мишей вводили i.p. рапаміцин (2 мг · кг -1 ваги тіла) один раз на день протягом 35 днів (миші, що харчуються HPD, лікуються рапаміцином; HPDR). Друга група мишей, контроль HPD, отримала відповідний об'єм носія (стерильний 10% PEG400/8% етанол, а потім рівний об'єм стерильного 10% Tween 80) (Eshleman et al., 2001; Chang et al., 2009а). Ця доза рапаміцину у мишей еквівалентна дозуванню 0,17 мг · кг -1 кг/день -1 для людини, коли нормалізується до площі тіла (Chodera and Feller, 1978; Chang et al., 2009b), щоб імітувати типову терапевтичну концентрацію в клінічних дослідженнях на людях (Saunders et al., 2001).
Вимірювання маси тіла, споживання їжі/калорій та концентрації гормонів
Вага тіла та споживання їжі мишами реєстрували та вимірювали щотижня. Щоб оцінити споживання їжі, споживання їжі оцінювали шляхом зважування їжі в кожному дозаторі клітини, включаючи їжу, яка пролилася на підлогу клітини. Крім того, наприкінці досліджуваного періоду тварин знеболювали та збирали різні тканини, а також сироватку для подальшого аналізу. Концентрації лептину та інсуліну в сироватці крові вимірювали за допомогою набору мишей лептину елізи та набору інсуліну елізи щурів (# 90030 та # INSKR020; Crystal Chem Inc, Downers Grove, IL, США).