In vivo glükóz metabolizmus vizsgálata nagy zsírtartalmú étrenddel etetett egerekben szájon át szedett glükóz tolerancia teszt alkalmazásával

Összegzés

A jelenlegi cikk a magas zsírtartalmú étrendet tápláló egerek előállítását és metabolikus jellemzését írja le az étrend okozta inzulinrezisztencia és elhízás modelljeként. Részletes protokollokkal rendelkezik az orális glükóz tolerancia teszt és az inzulin tolerancia teszt elvégzésére, az egész test monitorozására, a glükóz metabolizmusának változásaira in vivo.

glükóz

Absztrakt

Bevezetés

A fejlett országokban az elhízás és a cukorbetegség a fizikai inaktivitás és a feldolgozott élelmiszerek túlzott fogyasztása miatt elérte a járványos dimenziókat, a gyors urbanizáció, az iparosítás és a globalizáció hajtotta hatások miatt. Bár az inzulinrezisztencia és társbetegségei, például a hiperlipidémia és az érelmeszesedés kutatása egyre fontosabbá vált az elmúlt évtizedekben, az egészség és anyagcsere anyagcserét szabályozó komplex biológiai mechanizmusok hiányosak maradnak, és továbbra is sürgős szükség van az új kezelési módok megelőzésére és kezelésére. ezek a betegségek 1 .

Az inzulin és ellenszabályozó hormonjai, a glukagon szolgálnak a sejtek energiaellátásának és a makrotápanyagok egyensúlyának fő szabályozói, így fenntartják a megfelelő szisztémás vércukorszint-koncentrációt is. Maga a glükóz a hasnyálmirigy β sejtjeinél az inzulinszekréció egyik fő stimulátoraként működik, míg más makrotápanyagok, humorális tényezők, például az idegi bemenet tovább módosítják ezt a választ. Az inzulin ennek következtében elindítja a táplált állapot anabolikus folyamatait azáltal, hogy megkönnyíti a felesleges vércukorszint diffúzióját izom- és zsírsejtekbe, és további aktiválja a glikolízist, valamint a fehérje- vagy zsírsavszintézist. Ezenkívül az inzulin a glükoneogenezis gátlásával elnyomja a máj glükóztermelését. A krónikus felesleges energiafogyasztás és a meta-gyulladás hiperinsulinémiához és perifériás inzulinrezisztenciához vezet az inzulinreceptor expressziójának alacsony szintű szabályozása, valamint a downstream jelátviteli utak megváltozása miatt, ami az inzulin által közvetített glükóz-ártalmatlanítás érzékenységét, valamint az elégtelen gátlást eredményezi. a máj glükóztermelésének 3, 4, 5, 6 .

A betegség genetikai, táplálkozási vagy kísérleti indukciójával rendelkező állatmodellek széles skálája kiváló eszköznek bizonyult az inzulinrezisztencia és a cukorbetegség különböző formáinak, valamint az azt kísérő betegségek molekuláris mechanizmusainak tanulmányozásához 7. Példa erre a széles körben alkalmazott és jól bevált HFD által indukált egérmodell, amelyet az alacsonyabb metabolikus hatékonysággal kombinált megnövekedett étrendi bevitel miatt gyors súlygyarapodás jellemez, ami inzulinrezisztenciát eredményez 8, 9. Állati és humán modellekben az éhomi vércukor- és inzulinszint emelkedését, valamint a glükóz beadásának tolerancia romlását használják az inzulinrezisztencia és a glükóz metabolizmusának egyéb szisztémás zavarainak indikátoraként. A glükóz és az inzulin vérszintjének monitorozása a kiinduláskor vagy az ingerlés után könnyen hozzáférhető olvasmányok.

Általánosságban egyszerű protokollt biztosítunk a HFD által kiváltott egérmodell előállításához, miközben további két nagyszerű megközelítést írunk le az egész test anyagcserezavarainak tanulmányozására, az usa-t és az ITT-t, amelyek hasznos eszközök lehetnek a betegség patogenezisének vizsgálatához. valamint új terápiák kifejlesztése, különösen az anyagcserével kapcsolatos betegségek, például az inzulinrezisztencia és a cukorbetegség területén.

Előfizetés szükséges. Kérjük, ajánlja a JoVE-t könyvtárosának.

Jegyzőkönyv

Az itt leírt összes módszert a Bécsi Orvostudományi Egyetem Állattartása és -használata hagyta jóvá, és az Európai Laboratóriumi Állattudományi Egyesületek Szövetsége (Staff) végezte. Felhívjuk figyelmét, hogy a jelen jegyzőkönyvben leírt összes eljárást csak intézményi és kormányzati jóváhagyás után, valamint technikailag hozzáértő személyzet végezheti el.

1. HFD-vel táplált egerek

Megjegyzés: Tartsa az összes C57BL/6J egeret 12 órás világos/sötét ciklusban, szabad hozzáféréssel az ételhez és a vízhez.

  1. 6 hetes korban az egerek 8-12 hétig HFD-n (40-60% kalória zsírból) helyezik el az elhízást, míg a sovány kontrollcsoportnak alacsony zsírtartalmú étrendet (LFD) táplálnak (10% zsírtartalmú kalória).
  2. Heti rendszerességgel határozza meg az egerek testtömegét. A súlygörbéknek hasonló mintákat kell mutatnia mindkét csoportban, nagyobb meredekséggel a HFD-vel táplált csoportban.

Megjegyzés: Ha az OGTT során 15 percenként vérmintavételi időpontokat választanak, akkor a kísérletet legfeljebb 15 egérrel kell elvégezni párhuzamosan, hogy egérenként legalább 1 perc kezelési idő legyen.

Megjegyzés: Az OGTT-vel (egerek, vér, glükométer és vazelin használata) ugyanazokat az óvintézkedéseket kell alkalmazni, amikor az ITT-t végzik. Például minden injekciót 15 percen belül, 1 perces időközönként kell végrehajtani, ha 15 egeret párhuzamosan tesztelnek. Az ITT esetében a későbbi vérvétel kapilláris csövekkel választható.

10 perc 13 egerekben, az inzulin beadása utáni végső különbségek (pl. 2 óra elteltével) nem tükrözhetik az inzulin hatásának közvetlen hatását. Adjon 20% -os glükózoldatot hipoglikémiás egér esetén (a vér 35 mg/dl glükózszintje alatt van), és fennáll a veszélye, hogy meghal.

  • Az utolsó időpontok után helyezze az egereket otthoni ketreceikbe, sok étel és víz elkészítésével.

    • Előfizetés szükséges. Kérjük, ajánlja a JoVE-t könyvtárosának.

    Reprezentatív eredmények

    1. ábra étrenden az egerek metabolikus fenotipizálásának ütemtervét mutatja. Körülbelül 6 hetes korban az egereket HFD-be kell helyezni, míg egy LFD csoport szolgálhat kontrollcsoportként. Fontos, hogy a testsúlyt hetente kell meghatározni, hogy kiderüljön, várható-e a testtömeg növekedése. Bármilyen típusú stressz (pl. A férfi zaj vagy agresszív viselkedés) akadályozhatja a testtömeg-növekedést, ezért azonnal meg kell szüntetni. A diétás kísérletekhez minden egércsoportnak legalább 10 egérből kell állnia, mivel ezek a diétás kísérletek lassúak, és a virágzás gyakoriak (pl. Egerek nem híznak vagy egerek kóros glükóz- vagy inzulinszinttel rendelkeznek). A kiválasztott időtartamot követően (a tanulmány hipotézisétől és a várható változások időzítésétől függően) az OGTT és az ITT elvégezhető az inzulinhatás és a glükóz tolerancia értékelésére. Ebben a munkában az anyagcsere-teszt utolsó pillanatait választották.