Скупчення кишкової тканини 3-дезоксиглюкозоном послаблює секрецію GLP-1 та її

Луронг Чжан

Сучжоуська академія китайської медицини Умен, лікарня традиційної китайської медицини Сучжоу, № 18, Янсу-роуд, Сучжоу, 215003 Китайська Народна Республіка Цзянсу

Сюдао Пісня

Лян Чжоу

Гоцян Лян

Хен Сю

Фей Ван

Фей Хуан

Горонг Цзян

Пов’язані дані

Набори даних, що підтверджують висновки цієї статті, включені до статті та її додаткового файлу.

Анотація

Передумови

Наші нещодавні результати підтверджують думку про те, що 3-дезоксиглюкозон (3DG), дієтичний склад, був запропонований як незалежний фактор для розвитку переддіабету. Вважається, що секреція глюкагоноподібного пептиду-1 (GLP-1) порушується при T2DM та при станах, пов'язаних з гіперглікемією. Оскільки в одному дослідженні з введенням було зазначено низьку біодоступність 3DG у роті, у цьому дослідженні ми дослідили, чи здатний 3DG накопичуватися в кишковій тканині щурів після двотижневого введення 3DG, а лікування 3DG впливає на секрецію GLP-1 та толерантність до глюкози.

Методи

Щурам вводили шлунковий апарат протягом 2 тижнів. Ми вимірювали вміст 3DG у кишкових тканинах (за допомогою ВЕРХ), рівні загального GLP-1 (методом ІФА), інсуліну та глюкагону (обидва методом радіоімунологічного аналізу) та концентрації глюкози в крові. Експресія субодиниць солодкого рецептора (TAS1R2, TAS1R3) та його молекули TRPM5 у дванадцятипалій кишці та товстій кишці щурів визначали кількісно за допомогою WB. Ми досліджували секрецію GLP-1 в ентероендокринних клітинах STC-1, експонованих 3DG.

Результати

Лікування 3DG протягом 2 тижнів збільшувало вміст 3DG у тканинах кишечника, концентрацію глюкози в крові натще і знижувало концентрацію GLP-1 та інсуліну в плазмі натще і через 15 та 180 хв після навантаження глюкози та пероральної толерантності до глюкози у поєднанні зі збільшенням концентрації глюкагону в плазмі крові. Показано, що експресія TAS1R2, TAS1R3 та TRPM5 знижується, тоді як лікування 3DG не впливає на активність дипептидилпептидази-4 у плазмі крові, що вказує на порушення секреції GLP-1 у щурів, оброблених 3DG. Ця ідея була підтверджена тим фактом, що вплив 3DG безпосередньо зменшує секрецію GLP-1 у STC-1.

Висновок

Це перша демонстрація того, що 3DG здатний накопичуватися в кишковій тканині і тим самим зменшувати секрецію GLP-1 та інсуліну подібним чином. У щурів, оброблених 3DG, розвинулась порушення регуляції глюкози (IGR) з очевидною дисфункцією клітин острівців підшлункової залози. Далі робиться висновок, що зниження біологічної функції GLP-1 внаслідок зменшення секреції GLP-1 є найбільш вірогідним механізмом порушення секреції інсуліну, що в кінцевому підсумку сприяло розвитку ІГР. Ці результати також сприятимуть кращому розумінню значення для відновлення фізіологічної секреції GLP-1.

Електронний додатковий матеріал

Інтернет-версія цієї статті (doi: 10.1186/s13098-016-0194-9) містить додаткові матеріали, доступні для авторизованих користувачів.

Передумови

У поточному дослідженні 3DG вводили шлунком через шлунок щурам Sprague – Dawley (SD) протягом 2 тижнів для дослідження розподілу 3DG у тканинах кишечника. Ми також дослідили ефекти внутрішньошлункового введення 3DG на рівні GLP-1 у плазмі крові, інсуліну та глюкагону та регуляцію глюкози. Крім того, досліджувались експресії субодиниць солодкого рецептора (TAS1R2, TAS1R3) та його молекули TRPM5 нижче за течією в дванадцятипалій кишці та товстій кишці щурів, що пов'язано з секрецією GLP-1. Крім того, ми використовували модель L-клітин STC-1 для дослідження безпосереднього впливу 3DG на секрецію GLP-1.

Методи

Синтез 3DG

Згідно з методом Kato et al. [32], 3DG синтезували з глюкози, як описано раніше [13].

Визначення відповідних доз внутрішньошлункового введення 3DG

Попередні звіти оцінювали середнє споживання 3DG з дієтою приблизно 50 мг/день на основі вмісту 3DG у споживаних продуктах харчування [10]. Для того, щоб досягти однозначного ефекту потенційного споживання 3DG у дозі 50 мг на день, ми розрахували дозу на основі площі поверхні тіла (4,5 мг/кг для щурів). Раніше ми повідомляли, що внутрішньошлункове введення 5 мг/кг 3DG протягом 2 тижнів незначно підвищувало рівень глюкози в плазмі крові при пероральних тестах на толерантність до глюкози у мишей. Таким чином, ми давали 5, 20 або 50 мг/кг 3DG шлунково-кишковим методом.

Тварини

11-тижневі щури SD були придбані у компанії Matt Albert Technology Co. Ltd (Сучжоу, Китай) і розміщені в приміщенні з контрольованою температурою (23 ° C) і темп. Усі експериментальні процедури на тваринах проводились відповідно до Керівництва з догляду та використання лабораторних тварин (Восьме видання, 2011). Дослідження було схвалено місцевим комітетом з етики лікарні традиційної китайської медицини в Сучжоу. Щури мали вільний доступ до стандартної дієти для гризунів гризунів (Shuangshi Laboratory Animal Feed Science Co. Ltd, Сучжоу, Китай) та води. Дієта містила воду (≤10%), сирі білки (≥20,5%), сиру жир (≥4%), сиру клітковину (≤5%), сиру золу (≤8%) та суміш вітамінів та мікроелементів. Через 1 тиждень акліматизації щурів випадковим чином розділили на чотири групи з однаковою концентрацією глюкози натще, і кожна група складалася з шести щурів. Транспортний засіб (контрольний), 5 мг/кг 3DG, 20 та 50 мг/кг 3DG давали шлунково-шлунково-кишковим шляхом щодня з введеним періодом 2 тижні. Вагу тіла вимірювали щодня. Щурів голодували протягом ночі перед експериментами.