Вплив метформіну та ванадію на секрецію лептину з культивованих адипоцитів щурів - Мюллер - 2000

Департамент харчування Медичного факультету Каліфорнійського університету, Девіс, Каліфорнія

Кафедри педіатрії, Медичний факультет, Каліфорнійський університет, Девіс, Каліфорнія

Medical Research Institute, Inc., Сан-Бруно, Каліфорнія

Департамент харчування Медичного факультету Каліфорнійського університету, Девіс, Каліфорнія

Департамент харчування, Каліфорнійський університет, Девіс, One Shields Avenue, Девіс, Каліфорнія 95616. Електронна пошта: [email protected] Шукати інші статті цього автора

Департамент харчування Медичного факультету Каліфорнійського університету, Девіс, Каліфорнія

Кафедри педіатрії, Медичний факультет, Каліфорнійський університет, Девіс, Каліфорнія

Medical Research Institute, Inc., Сан-Бруно, Каліфорнія

Департамент харчування Медичного факультету Каліфорнійського університету, Девіс, Каліфорнія

Анотація

Завдання: Ми повідомляли, що використання глюкози регулює експресію і секрецію лептину з ізольованих адипоцитів щурів. У цьому дослідженні ми використовували два протидіабетичні засоби, які діють на збільшення засвоєння глюкози периферичними тканинами, метформін та ванадій, як фармакологічні засоби для вивчення ефектів зміни використання глюкози на секрецію лептину в первинних культурах адипоцитів щурів.

Методи та процедури дослідження: Ізольовані адипоцити (100 мкл упакованих клітин на лунку) закріплювали у визначеній матриці компонентів базальної мембрани (Matrigel) із середовищами, що містять 5,5 мМ глюкози, та інкубували протягом 96 годин з метформіном або ванадієм. Оцінювали секрецію лептину, використання глюкози та вироблення лактату.

Результати: Метформін (0,5 та 1,0 мМ) збільшив поглинання глюкози в присутності 0,16 нМ інсуліну на 37 ± 10% (стор

Вступ

Дослідження in vitro показали, що інсулін збільшує експресію та секрецію лептину в ізольованих адипоцитах гризунів ((21), (22), (23)) та людини ((15), (24)). Однак не було ясно, чи вплив інсуліну на збільшення продукції лептину є прямим наслідком посилення передачі сигналів інсуліну чи може бути опосередковано опосередкований діями інсуліну на метаболізм глюкози. Кілька досліджень in vivo надали підтримку останньому поясненню. По-перше, введення глюкози викликає збільшення об експресія мРНК, які більш тісно пов'язані зі зміною плазмової глюкози, ніж із концентрацією інсуліну в плазмі ((25), (26)).

Метформін і ванадій - два протидіабетичні засоби, які здатні посилити засвоєння та використання глюкози периферичними тканинами ((29), (30)). У цьому дослідженні ми використовували метформін та ванадій як фармакологічні засоби для вивчення ефектів зміни використання глюкози адипоцитів на продукцію лептину в первинних культурах ізольованих адипоцитів. Утилізацію глюкози, вироблення лактату та секрецію лептину вимірювали протягом 96 годин в ізольованих адипоцитах щурів, культивованих у матриці базальної мембрани, що підтримує диференціацію адипоцитів.

Методи та процедури дослідження

Матеріали

Середовище (модифікований Дульбекко середовище Eagle [DMEM]) та фетальна бичача сироватка (FBS) були придбані у Life Technologies (Grand Island, NY). До середовища додавали по 6 мл мінімально необхідних амінокислот середнього середовища, пеніцилін/стрептоміцин (5000 ОД/мл/5000 мкг/мл) та ністатин (10 000 ОД/мл; все від Life Technologies) на 500 мл DMEM. Бичачий сироватковий альбумін фракції V, 4- (2-гідроксиетил) -1-піперазинетансульфокислота (HEPES), колагеназа (Clostridium histolyticum, тип II; питома активність, 456 Од/мг), інсулін та метформін були придбані у Sigma Chemical Co. (Сент-Луїс, Міссурі). Матрицельну матрицю придбали у компанії Becton Dickinson (Franklin Lakes, NJ). Біс (мальтолато) оксованадій (IV) (BMOV), організована форма ванадію ((31)), був подарунком доктора. Джон МакНіл та Вайолет Юен, Департамент фармацевтичних наук, Університет Британської Колумбії, Ванкувер, Британська Колумбія, Канада. Шість свердловинних плит Falcon були придбані у Fisher Scientific (Пітсбург, Пенсільванія). Нейлонові фільтри були придбані у компанії Tetko (Канзас-Сіті, Міссурі).

Тварини

Самці щурів Sprague ‐ Dawley (віком від 3 до 6 місяців) були отримані від Чарльза Рівер (Вілмінгтон, Массачусетс). Тварин поселяли у підвісних дротяних клітках у приміщеннях з контрольованою температурою (22 ° C) з 12-годинним циклом світло-темряви та годували дієтою чау-чау Пуріна (Ралстон-Пуріна, Сент-Луїза, Міссурі) і давали деіонізовану воду за бажанням. Використання та догляд за тваринами відповідало Національному керівництву інститутів охорони здоров’я щодо використання та догляду за лабораторними тваринами та проводилося в установах, акредитованих Американською асоціацією з акредитації догляду за лабораторними тваринами. Протокол дослідження був затверджений Адміністративним комітетом з питань використання та догляду за тваринами в Каліфорнійському університеті, Девіс.

Методи

Виділення/підготовка клітин.

Адипоцити готували з епідидимальних жирових прокладок від самців щурів Sprague ‐ Dawley вагою від 300 до 600 г. Склади жиру придатків епідидиму резецировали у щурів, знеболених галотаном, в асептичних умовах, а адипоцити виділяли шляхом перетравлення колагенази методом Родбелла ((32)) з незначними модифікаціями, як описано раніше ((28)). Потім виділені адипоцити інкубували протягом 30 хвилин при температурі 37 ° C перед тим, як їх висівали та культивували на пластинах, покритих Матрігелем.

Культура адипоцитів.

Аналізи.

Концентрації лептину в середовищі визначали за допомогою чутливого та специфічного радіоімунологічного аналізу лептину на щурах ((37)) за допомогою реагентів, отриманих від Linco Research, St. Charles, MO. Глюкозу та лактат вимірювали за допомогою аналізатора глюкози (модель 2300, YSI, Yellow Springs, OH).

Аналіз даних.

Оскільки метформін виявляв токсичну дію на метаболізм адипоцитів при концентраціях, що перевищують 5,0 мМ, результати цих культур, інкубовані з метформіном при концентраціях, що перевищують 5,0 мМ, не були включені в ці аналізи. Взаємозв'язок між виробленням лактату із секреції глюкози та лептину також досліджували лише в контрольних групах. Дані виражаються як середні значення + SEM.

Результати

Ефекти метформіну

Було досліджено вплив метформіну на засвоєння глюкози, вироблення лактату та секрецію лептину. Метформін у концентрації 0,1 мМ не впливав на поглинання глюкози порівняно з відповідними контрольними суспензіями, що містять лише інсулін (0,16 нМ). При 0,25 мМ поглинання глюкози було збільшено (% Δ = +9 ± 8%), але ефект не був статистично значущим, можливо, через меншу кількість досліджень ( = 5) виконується при цій концентрації. Метформін стимулював поглинання глюкози в концентраціях 0,5 мМ (+37 ± 10%, стор Таблиця 1. Вплив метформіну у присутності 0,16 нМ інсуліну на поглинання глюкози, вироблення лактату та відсоток поглиненого вуглецю глюкози, який виділявся у вигляді лактату ізольованими адипоцитами щурів протягом 96 годин у культурі (середнє значення ± SEM)

[Метформін] (мМ) + інсулін (0,16 нМ) Поглинання глюкози (мкмоль) протягом 96 годин Вироблення лактату (мкмоль) протягом 96 годин Глюкоза до лактату (%)

Контроль ( = 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 ‡