Зміни структури острівців підшлункової залози, метаболізму та експресії генів при ожирінні, спричиненому дієтою

Афілійований медичний відділ, Відділ ендокринології, діабету та метаболізму, Університет Пенсильванії, Медичний факультет Перелмана, Філадельфія, Пенсильванія, Сполучені Штати Америки

Афілійований відділ біохімії та біофізики, Університет Пенсильванії, Медичний факультет Перелмана, Філадельфія, Пенсильванія, Сполучені Штати Америки

Affiliation Bioinformatics Group, Penn Molecular Profileing Facility, University of Pennsylvania Perelman School of Medicine, Філадельфія, Пенсільванія, Сполучені Штати Америки

Афілійований відділ внутрішньої медицини, Центр діабету Стреліц, Медична школа Східної Вірджинії, Норфолк, Вірджинія, Сполучені Штати Америки

Медичний факультет, Відділ ендокринології, діабету та метаболізму, Університет Пенсільванії, Медичний факультет Перелмана, Філадельфія, Пенсільванія, США, Департамент внутрішніх хвороб, Діабет-центр Стреліц, Медична школа Східної Вірджинії, Норфолк, Вірджинія, Сполучені Штати Америки Штати Америки

Реган Роут,
Вандана Рао,
Ніколай М. Доліба,
Франц М. Матчинський,
Джон В. Тобіас,
Іден Гарсія,
Рексфорд С. Ахіма,
Юмі Імай

Цифри

Анотація

Цитування: Roat R, Rao V, Doliba NM, Matschinsky FM, Tobias JW, Garcia E, et al. (2014) Зміни структури острівців підшлункової залози, метаболізму та експресії генів у мишей із ожирінням C57BL/6J, спричинених дієтою. PLoS ONE 9 (2): e86815. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0086815

Редактор: Катрін Медлер, Бременський університет, Німеччина

Отримано: 9 квітня 2013 р .; Прийнято: 19 грудня 2013 р .; Опубліковано: 5 лютого 2014 року

Фінансування: Дослідження було частково підтримано грантами Національного інституту охорони здоров'я (K08-DK071536 - YI), Інституту ожиріння та метаболізму діабету при Пілотному та техніко-економічному гранті Інституту Пенсільванії, P01-DK049210 (RSA), Діабет Дослідницький центр мишей з фенотипування та ядер біології острівців (P30-DK19525), Інституту прикордонних геном Пенна та грант Департаменту охорони здоров’я Пенсильванії (JT). Фінансисти не мали жодної ролі у розробці досліджень, зборі та аналізі даних, прийнятті рішення про публікацію чи підготовці рукопису.

Конкуруючі інтереси: Автори заявили, що не існує конкуруючих інтересів.

Вступ

Інсулінорезистентність, яка часто спостерігається при ожирінні, вважається фактором ризику розвитку діабету 2 типу (T2D) [1]. Однак невдача секреції інсуліну на панкреатичному острівці для компенсації резистентності до інсуліну є критичною патологією, яка в кінцевому рахунку призводить до T2D [2] - [4]. Критично важливу роль, яку острівці відіграють у патогенезі T2D, засвідчують дослідження з асоціаціями генів (GWAS), які виявили локуси сприйнятливості до T2D, частіше пов’язані з функціями острівців, ніж чутливість до інсуліну [5]. Більше того, вважається, що поступове погіршення T2D у людини є наслідком поступової втрати функціональної маси β-клітин [3]. Таким чином, існує сильний інтерес до розтину молекулярних шляхів, що призводять до зниження маси та функції β-клітин у T2D, особливо, оскільки хвороба залишається серйозною проблемою для охорони здоров’я з обмеженою кількістю ефективних методів лікування, щоб повернути патологію назад [6].

Матеріали і методи

Дослідження на тваринах

Експерименти виконувались відповідно до інструкцій Організаційного комітету з догляду та використання тварин із його схваленнями. 4-тижневих самців мишей BL6J (лабораторії Джексона) утримували n = 5/клітку при 12-годинному освітленні: темний цикл, при температурі навколишнього середовища 22 ° C, і дозволяли вільний доступ до їжі та води. Групи мишей годували нормальним гризуном для гризунів (NC) (4 ккал% жиру; 5001 від Lab Diet) або дієтою з високим вмістом жиру (HF) (45 ккал% жиру; D124551 від Research Diets, Inc.,). Мишей збирали для гістологічних досліджень та для ізоляції острівців через 14 тижнів на NC або HF дієті.

Гомеостаз глюкози in vivo

Масу тіла контролювали щотижня у мишей, які перебувають у свідомості, під час годування. Глюкозу в крові в хвості вимірювали глюкометром протягом дня під час годування за бажанням (One Touch Ultra; Lifescan, Johnson & Johnson). Тести на толерантність до глюкози проводили після голодування протягом ночі (16 годин). Після вимірювання глюкози в хвості крові вводили ІР 1,5 г/кг розчину глюкози, і в різний час брали кров хвоста. Для оцінки стимульованої глюкозою секреції інсуліну in vivo мишам голодували протягом 5 годин вранці, давали 3 г/кг глюкози, і 20 мкл хвостової крові отримували в зазначений час для вимірювання інсуліну методом ІФА (Crystal Chem Inc.) . Рівні інсуліну в сироватці крові також вимірювали в серцевій крові, отриманій під час жертви.