経口ブドウ糖負荷試験 (OGTT) とインスリン負荷試験 (ITT) を使用して高脂肪食飼育マウスの生体内糖代謝の研究
Summary
現在の記事では、生成および食事療法誘導されたインシュリン抵抗性および肥満のモデルとして高脂肪食飼育マウスの代謝特性について説明します。さらに、経口ブドウ糖負荷試験、インスリン負荷試験、グルコース代謝体内の全身の変化の監視を実行する詳細なプロトコルを備えています。
Abstract
肥満は 2 型糖尿病、インスリン刺激によるグルコース吸収と全身糖代謝の総代償不全への抵抗によって特徴付けられる病気の発症に最も重要な危険因子を表します。グルコース代謝の理解にかなりの進歩にもかかわらず健康と病気その制御の分子機構に残る下調査間小説を防止し、糖尿病の治療への取り組みが急務します。派生のグルコース供給状態の間に細胞の同化プロセスの主レギュレータとして機能し、こうして血糖値のバランスをインスリンの膵臓の分泌を刺激するダイエットは、全身のエネルギー状態を維持するレベルします。慢性過食トリガー メタ-炎症、末梢インスリン受容体関連での変更につながるシグナルとインスリンを介したグルコース処理への感受性を削減します。これらのイベント最終的に結果減少と同様、高い絶食のブドウ糖とインスリン レベルの耐糖能のターンではインスリン抵抗性の重要な指標となります。ここでは、生成と高脂肪食 (HFD) の代謝特性のプロトコルを提案-食事療法誘導されたインシュリン抵抗性の頻繁に使用されるモデルとしてマウスを供給します。経口ブドウ糖負荷試験 (OGTT)、監視時間をかけて経口投与されたグルコース負荷とインスリン分泌の周辺機器の処分の詳細に示します。さらに、インスリン負荷試験 (ITT) 全身のインスリン作用を監視するためのプロトコルを提案する.一緒に、これらのメソッドとその下流の応用は、特に糖代謝の変化を評価するだけでなくマウスの一般的な代謝表現型を特徴付けるための強力なツールを表します。彼らはインスリン抵抗性、糖尿病および肥満治療介入の効果をテストとして同様の病態のより良い理解を提供する広範な研究分野で、特に便利。
Introduction
先進国の肥満や糖尿病は、物理的な不活動と加工食品の過剰な消費の急速な都市化、工業化、グローバル化によって駆動される効果による流行の寸法を達した。ただし、研究インスリン抵抗性およびそれの併存、高脂血症や動脈硬化、最後の十年の間に卓越性を得たが、健康および病気の代謝を調節する複雑な生物学的メカニズムのまま不完全理解、まだ防ぎ1これらの疾患を治療する新しい治療法のための緊急の必要性があります。
インスリン、およびそれの counter-regulatory ホルモンのグルカゴン細胞のエネルギー供給と栄養素のバランス、適切な全身血ブドウ糖濃度2をまた維持の主レギュレータとして役立ちます。インスリン分泌の主要な刺激の 1 つとして膵 β 細胞によるグルコース自体機能他栄養素、液性因子としてそれ以上の神経入力は、この応答を変更します。インスリンは、筋肉や脂肪細胞に余分な血中グルコースの拡散を促進し、解糖系と同様にタンパク質や脂肪酸合成をそれぞれさらに活性その結果供給状態の同化のプロセスをトリガーします。さらに、インスリンは、糖新生を抑制することによって肝糖放出を抑制します。慢性的な過剰なエネルギー消費やメタ炎症は障害の結果、下流のシグナル伝達経路の変化と同様に、インスリン受容体の発現のダウンレギュレーションにより末梢のインスリン抵抗性と高インスリン血につながる肝糖生産3,4,5,6の不十分な抑制と同様、インスリンを介したグルコース処理する感度。
病の遺伝、栄養、または実験的誘導と動物モデルの広い範囲は、その付随の病気7 と同様、糖尿病の様々 な形態およびインスリン抵抗性の分子機構を研究する優れたツールであると証明されています。.典型的な例は広く使われていると定評の HFD 誘発マウス モデルは、代謝効率が低下、インスリン抵抗8,の結果での組み合わせで食事摂取量増加による急速な体重増加によって特徴付けられる9しますよく使用するインスリン抵抗性の指標とグルコースの他の全身の変化は、グルコースの投与に対する障害耐性だけでなく、両方のモデル動物と人間、空腹時血中グルコースとインスリン濃度の上昇。代謝。したがって、基底状態で、または刺激に監視の血中グルコースとインスリン濃度、簡単にアクセス可能な読み出しです。
この議定書の概要 HFD 給電マウスとして経口ブドウ糖負荷試験 (OGTT) とインスリン抵抗性試験 (ITT)、代謝の表現型を特徴付けるそして調査するために役立つ 2 つの頻繁に使用されるメソッドの生成糖代謝の変化。詳細は、時間の経過とともに経口投与されたグルコース負荷とインスリン分泌の処分を評価で OGTT をについて説明します。さらに、インスリンのボーラスへの応答の血中グルコース濃度を監視することによって全身のインスリン作用を調査する ITT を実施する方法の指示を提供します。この資料で説明されているプロトコルは定評あり複数研究10、11,12で使用されています。成功を高めるを助けるかもしれないわずかな変更、に加えて、我々 は実験デザインとデータ解析と同様有用なヒント潜在的な落とし穴を避けるのためのガイドラインを提供します。ここ記載されているプロトコルは、全身糖代謝とインスリン抵抗性などの関連疾患、遺伝的、薬理学的、食物、および他の環境要因の影響を調査するための非常に強力なツールをすることができます。グルコースとインスリン刺激、他は、個々 の研究の目的によって刺激のためさまざまな他の化合物を使用すること。この原稿のスコープの範囲外が他の多くのダウン ストリーム アプリケーションの詳細なだけでなく、グルコースとインスリン (例えば、脂質およびリポタンパク質プロファイル) 以外の血液の値の分析など、描かれた血液サンプルで実行できます。代謝マーカー (例えば、量的なリアルタイムのポリメラーゼの連鎖反応 (PCR)、西部のしみの分析、および酵素結合抗体法 (ELISA) による) の分析。さらにフローサイトメトリー、トランスクリプトーム、プロテオーム、メタボロームのアプローチについても、不特定多数に向けた分析のため利用されるかもしれない一方単一細胞集団の効果を調査する並べ替え蛍光活性化セル (FACS) を適用可能性があります。
全体的に、我々 は全身代謝の変化、分泌、ITT は、病気の発症を勉強するための便利なツールをすることができますを検討する 2 つの強力なアプローチをさらに説明しながら HFD 誘発マウス モデルを生成するための単純なプロトコルを提供し、インスリン抵抗性・糖尿病など代謝疾患の分野を中心に、新しい治療法を開発します。
Protocol
Representative Results
Discussion
糖尿病および世界の人口に関連する疾患の有病率高がある分子メカニズム、予防、および19疾患の治療に対処研究強い要件。提案するプロトコルは、世代 HFD マウスの全身代謝変化の評価のための強力なツールは、OGTT と ITT、伝導と同様に代謝の研究に使用される堅牢な動物モデルの確立した方法をについて説明しますなどインスリン抵抗性。本稿で示される方法は、薬理学…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この研究は、ウィーン市、Österreichische 協会 für Laboratoriumsmedizin und Klinische Chemie の市長の医療科学基金によって支えられました。
Materials
| Mouse strain: C57BL/6J | The Jackson Laboratory | 664 | LFD/HFD |
| Accu Chek Performa – Glucometer | Roche | 6870228 | OGTT/ITT |
| Accu Chek Performa – Strips | Roche | 6454038 | OGTT/ITT |
| D-(+)-Glucose solution | Sigma-Aldrich | G8769 | OGTT |
| Actrapid – Insulin | Novo Nordisk | 417642 | ITT |
| Reusable Feeding Needles | Fine Science Tools | #18061-22 | OGTT; 22 gauge (-24 gauge for young mice) |
| Omnifix-Fine dosing syringes | Braun | 9161406V | OGTT/ITT |
| Sterican Insulin needle (30G x 1/3"; ø 0.30 x 13 mm) | Braun | 304000 | ITT; lean mice |
| Sterican (G 27 x 3/4"; ø 0.40 x 20 mm) | Braun | 4657705 | ITT; mice on HFD |
| 96 Well PCR Plates, non-skirted, flexible | Braintree Scientific, Inc. | SP0016 | OGTT |
| Ultrasensitive Mouse Insulin ELISA kit | Crystam Chem | 90080 | OGTT |
| Rodent Diet with 60% kcal% fat | Research Diets Inc | D12492 | mice on HFD |
| Rodent Diet with 10% kcal% fat. | Research Diets Inc | D12450B | mice on LFD |
| BRAND micro haematocrit capillary | Sigma-Aldrich | BR749321 | OGTT/ITT |
| Vaseline – creme | Riviera | P1768677 | OGTT/ITT |
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