Karakterisering van Metabolic Status in niet-humane primaten met de intraveneuze glucosetolerantietest

Summary

Het doel van dit protocol is om een ​​standaard methode te presenteren aan intraveneuze glucose tolerantie testen (IVGTTs) uit te voeren om de glykemische controle van niet-menselijke primaten te evalueren en hun metabolische status dysmetabolic beoordelen van gezonde.

Abstract

De intraveneuze glucosetolerantietest (IVGTT) speelt een belangrijke rol bij de karakterisering van glucose homeostase. Wanneer zij samen met serum biochemische profielen, met inbegrip van de bloedsuikerspiegel in zowel de nuchtere als de nuchtere toestand, HbA1c, insuline niveaus, klinische geschiedenis van de voeding, lichaamssamenstelling, en het lichaamsgewicht status van een evaluatie van de normale en abnormale glykemische controle gehouden kan worden gemaakt . Interpretatie van een IVGTT wordt gedaan door het meten van veranderingen in glucose en insuline niveaus in de tijd ten opzichte van de uitdaging dextrose. Kritische componenten moeten worden beschouwd: piek glucose- en insulineniveaus, gerelateerd aan T0 (eind glucose infusie), de glucose klaringssnelheid K afgeleid uit de helling van snelle glucose speling in de eerste 20 min (T1 tot T20), de tijd terug naar basislijn glucose, en het oppervlak onder de curve (AUC). Deze IVGTT maatregelen karakteristieke veranderingen als glucose homeostase beweegt van een gezonde t toneno een zieke metabole toestand ^5. Hierin zullen we de karakterisering van humane primaten (Rhesus en cynomolgus makaken), die de meest relevante diermodel van type II diabetes (T2D) bij mensen en de IVGTT en ziektebeelden van deze dieren zijn beschrijven een mager gezonde, zwaarlijvige dysmetabolic, en T2D staat ^{8, 10, 11.}

Introduction

De IVGTT is een geschikte functionele test die routinematig wordt gebruikt om de functie β-cellen in mensen te bepalen bij verschillende metabolische toestanden ^{5, 7.} In diermodellen van T2D, wordt ook erkend als een hulpmiddel voor dieren die een metabole ziekteprogressie uit vertonen kenmerkend een gezonde een dysmetabolic hyperglycemische toestand ^{8, 9.} De dichtstbijzijnde diermodel van T2D is aangetoond bij niet-humane primaten (NHP), waarvan rhesus makaken en cynomolgus zijn bekende voorbeelden. Deze dieren ontwikkelen natuurlijke T2D dezelfde risicofactoren leeftijd en obesitas bijdraagt aan de frequentie ervan bij de mens ^10. Verder is er een soortgelijke ziekteprogressie en pancreas pathologie toont amyloïde afzettingen dysmetabolic de ziekte vordert ^11.

Hier doen we verslag van onze standaard methode van het uitvoeren van een IVGTT in NHP's als onderdeel van onze kolonie karakterisering van metabole status al deze dieren. Deze methode issimpel opzichte van andere, tijdrovende en dure technieken ² voeren. De IVGTT is nuttig voor het snel karakteriseren en vaak een grote kolonie dieren. Wanneer rekening gehouden met het niveau van geglycosyleerd hemoglobine (HbA1C), dieet en voedselopname van het dier geschiedenis, en hun percentage spiermassa en lichaamsvet, de IVGTT normaliter voldoende voor het karakteriseren metabole en progressie van een dier tegen openlijke diabetes ^{6 , 8.}

HbA1C het gemiddelde glycemische niveau over de levensduur van een rode bloedcel, een betrouwbare meting van glucose niveaus in de afgelopen zes weken tot drie maanden. Wanneer gemeten vanaf de basislijn nuchtere bloedmonster van de IVGTT, deze waarde biedt een venster in de glykemische controle tijdens de maanden tussen procedures. Als het dier is overgegaan van dysmetabolic diabetische sinds hun laatste IVGTT zou een HbA1c waarde veel hoger is dan de vorige waarde te gevendat de overgang begon al snel na hun laatste IVGTT, terwijl een HbA1c waarde dichter bij hun vorige waarde zou aangeven dat ze pas onlangs zijn overgezet. In het algemeen, in rhesus makaken, HbA1c-waarden van meer dan 6% abnormaal worden beschouwd, en geven een slechte glykemische controle ^{10, 23.}

Glycemische niveaus moeten worden geïnterpreteerd in de context van het gedrag en de algemene gezondheid van het dier als geheel. Diabetische makaken – net als mensen – expositie vraatzucht, polydipsie en polyurie. Groep huisvesting van de dieren biedt aanzienlijke uitdagingen voor de meting van deze indicatoren en de individuele zorg die nodig is voor dysmetabolic en diabetische apen. We raden afzonderlijk de huisvesting van de dieren, zodat meer gepersonaliseerde zorg kan worden verleend, en gedragsmatige markers van de gezondheid van de aap gemakkelijker worden gecontroleerd ^8. Daarnaast zal diabetische makaken gewichtsverlies, en verhoogde lipidenprofiel (toename vertonencholesterol, hypertriglyceridemie) en verstoorde mineraalmetabolisme in serum chemie. Het is belangrijk om markers lever- en nierfunctie in serumchemie meten, schade aan deze organen vaak complicaties van uitlopende stofwisselingsziekte / diabetes, en kan mede determinanten van glycemische, lipiden en mineralen onevenwichtigheden ^{9, 11, 18, 24} .

Bij gebruik van deze methode, de historische waarden gegenereerd uit meerdere, frequente karakteriseringen over de levensduur van een aap zijn bijzonder waardevol. Als er andere procedures, zoals een glucose klem of graded glucose-infuus (GGI), zijn nodig om de gezondheid van een dier volledig te kunnen beoordelen, is het vaak bij de eerste karakterisering wanneer hun geschiedenis niet beschikbaar is. Zodra een basislijn is vastgesteld, IVGTTs herhaald met een frequentie van drie maanden zijn meestal voldoende om de voortgang van een dier te volgen. Dit is vooral belangrijk wanneer de dieren zijn ingeschreven in meerdere studies gedurende eenkalenderjaar op basis van hun metabolische status van. Terwijl hun gezondheid tegelijk relatief stabiel kan blijven gedurende jaren, toen de metabole status van een dier verslechtert, een dramatische verhoging van de insulineresistentie en glucose-intolerantie kan zeer snel plaatsvinden. HbA1C waarden zorgen voor een aantal interpolatie van de achteruitgang of verbetering van de gezondheidstoestand van het dier tussen de procedures gepland drie maanden uit elkaar. Daarom is deze werkwijze geschikt voor het karakteriseren van dieren die in meerdere longitudinale studies in de loop van hun natuurlijke levensduur.

Protocol

Alle dierlijke procedures werden goedgekeurd door de David H. Murdock Research Institute IACUC gelegen aan de North Carolina Research Campus (NCRC), in het kader van het protocol 14-017, karakterisering van een niet-menselijke primaat model van diabetes en prediabetes / insulineresistentie en de werkzaamheid van geneesmiddelen te verbeteren insulinegevoeligheid en metabolische functie. 1. Dierlijke Selectie- en Study Voorbereiding Kies een dieet en het gewicht stabiel dieren op ba…

Representative Results

De in Figuur 1 resultaten demonstratief typische glucose en insuline krommen van volwassen, gezonde en diabetische cynomolgus makaken in de loop van 30 min IVGTT. Gegevens van gezonde en vergevorderde diabetische apen worden getoond om de duidelijke verschillen tussen dieren van beide uiteinden van de reeks metabolische karakterisering contrast. Deze IVGTT protocol is met succes gebruikt door de auteurs in rhesus makaken met vergelijkbare resultaten. <p class="jove_c…

Discussion

De IVGTT evalueert de capaciteit van glucose gestimuleerde insuline-afgifte door een dextrose infuus gebaseerd op lichaamsgewicht ^{5, 12, 13.} Van de assay, wordt de nuchtere bloedglucose en insuline niveau bereikt, en geeft een beoordeling van het vermogen van het dier om vrijgeven van insuline en de terugkeer van de verhoogde glucose niveau in de richting baseline. Dit geeft de gebruiker gegevens aan het dier te karakteriseren als een normale glucose en insulineniveau gezonde controle, een hyperinsulinemie dy…

Materials

Allegra X-15R Centrifuge			plasma: 4C @3000 rpm for 10 min
Sorvall ST16R Centrifuge			serum: 22C @3000 rpm for 10 min
Thermo Scientific -86C Freezer, Forma 88000 Series		Model: 88500A
Dextrose 50% (D50)	Webster	07-8008986	I.V. glucose infusate
3mL Luer Lock Syringe	Midwest Veterinary Suppy		serial blood draws
5ml Luer Lock Syringe	Midwest Veterinary Suppy		heparinized saline flush
10mL Luer Lock Syringe	Midwest Veterinary Suppy		delivery of I.V. D50
Gauze sponges 2×2	Midwest Veterinary Suppy	366.23000.4	Used Dry, w/ %70 Alcohol, and 2% Chlorohex Solution
4 ml serum separator tubes	Midwest Veterinary Supply	366.45000.4	blood collection tube for superchem panel
K2EDTA, 2mL	VWR	95057-239	blood collection tubes
Aprotinin, 100mg	Sigma	A1153-100MG	blood collection tube protease additive
22g x 1" Catheters	Midwest Veterinary Suppy	193.75250.2	I.V. catheter
Injection Plug W/ Cap	Midwest Veterinary Suppy	001.11500.2	%50 dextrose infusion port
Porus Tape, 1/2" x 10yd	Midwest Veterinary Suppy	001.85000.2	maintain adherance of catheters and hep. Locks
Chlorhexidine Solution 2%	Midwest Veterinary Suppy	193.08855.3	prep catheter site
70% Ethanol	VWR	71001-654	prep catheter site
tourniquet	Webster	07-8003432
3 way stopcock	Midwest Veterinary Supply	366.28510.4	hep. lock
37" extension set	Webster	07-8454200	hep. lock
Exel 50-60cc LL Syringes	Midwest Veterinary Suppy	001.12250.2	Heparinized saline flush
250 ml bag 0.9% saline	Webster	07-8365593	flush
1,000 U Heparin, 10 ml	Webster	07-883-4916
Ketamine, (Ketaset) 100mg/mL	Fort Dodge	(AV ordered)
Precision Xtra glucose test strips 50/bx	Abbott (American Diabetes Wholesale)	9381599728K7	test baseline/ T3 blood glucose levels
Masimo Rad 57	DRE	6052057V	pulse-oximeter
Pavia rectal thermometer	Patterson	07-8391335
Precision Xtra Glucometer	Abbott	9381599728K7	Handheld glucometer