Evaluación de la capacidad de manejo de lípidos de todo el cuerpo en ratones
Summary
Este documento proporciona tres ensayos fáciles y accesibles para evaluar el metabolismo de los lípidos en ratones.
Abstract
La evaluación del metabolismo lipídico es una piedra angular de la evaluación de la función metabólica, y se considera esencial para los estudios de metabolismo in vivo. Los lípidos son una clase de muchas moléculas diferentes con muchas vías involucradas en su síntesis y metabolismo. Se necesita un punto de partida para evaluar la hemostasia lipídica para la investigación de la nutrición y la obesidad. Este artículo describe tres métodos fáciles y accesibles que requieren poca experiencia o práctica para dominar, y que pueden ser adaptados por la mayoría de los laboratorios para detectar anomalías en el metabolismo de los lípidos en ratones. Estos métodos son (1) medir varias moléculas de lípidos séricos en ayunas utilizando kits comerciales (2) evaluar la capacidad de manejo de lípidos en la dieta a través de una prueba de tolerancia intralipídica oral, y (3) evaluar la respuesta a un compuesto farmacéutico, CL 316,243, en ratones. Juntos, estos métodos proporcionarán una visión general de alto nivel de la capacidad de manejo de lípidos en ratones.
Introduction
Los carbohidratos y los lípidos son dos sustratos principales para el metabolismo energético. El metabolismo aberrante de los lípidos resulta en muchas enfermedades humanas, incluida la diabetes tipo II, las enfermedades cardiovasculares, las enfermedades del hígado graso y los cánceres. Los lípidos dietéticos, principalmente los triglicéridos, se absorben a través del intestino hacia el sistema linfático y entran en la circulación venosa en los quilomicrones cerca del corazón1. Los lípidos son transportados por partículas de lipoproteínas en el torrente sanguíneo, donde las partes de ácidos grasos son liberadas por la acción de la lipoproteína lipasa en órganos periféricos como el músculo y el tejido adiposo2. Las partículas remanentes restantes ricas en colesterol son eliminadas por el hígado3. Los ratones han sido ampliamente utilizados en laboratorios como modelo de investigación para estudiar el metabolismo de los lípidos. Con conjuntos de herramientas genéticas completas disponibles y un ciclo de reproducción relativamente corto, son un modelo poderoso para estudiar cómo se absorben, sintetizan y metabolizan los lípidos.
Debido a la complejidad del metabolismo de los lípidos, los sofisticados estudios de lipidómica o los estudios de trazadores isotópicos se utilizan generalmente para cuantificar colecciones de especies lipídicas o flujos y destinos metabólicos relacionados con los lípidos4,5. Esto crea un desafío masivo para los investigadores sin equipo especializado o experiencia. En este artículo, presentamos tres ensayos que pueden servir como pruebas iniciales antes de que se utilicen técnicas técnicamente desafiantes. Son procedimientos no terminales para los ratones y, por lo tanto, muy útiles para identificar diferencias potenciales en la capacidad de manejo de lípidos y reducir los procesos afectados.
En primer lugar, medir las moléculas de lípidos séricos en ayunas puede ayudar a determinar el perfil lipídico general de un ratón. Los ratones deben ayunar, porque muchas especies de lípidos aumentan después de las comidas, y el alcance del aumento se ve fuertemente afectado por la composición de la dieta. Muchas moléculas de lípidos, incluyendo el colesterol total, los triglicéridos y los ácidos grasos no esterificados (NEFA), se pueden medir utilizando un kit comercial y un lector de placas que puede leer la absorbancia.
En segundo lugar, una prueba de tolerancia intralipídica oral evalúa la capacidad de manejo de lípidos como un efecto neto de la absorción y el metabolismo. Un intralípido administrado por vía oral causa un aumento en los niveles circulantes de triglicéridos (1-2 horas), después de lo cual los niveles séricos de triglicéridos vuelven a los niveles basales (4-6 horas). Este ensayo ofrece información sobre qué tan bien un ratón puede manejar los lípidos exógenos. El corazón, el hígado y el tejido adiposo marrón son consumidores activos de triglicéridos, mientras que el tejido adiposo blanco lo almacena como una reserva de energía. Los cambios en estas funciones darán lugar a diferencias en los resultados de las pruebas.
Por último, promover la lipólisis para movilizar los lípidos almacenados se considera una posible estrategia para la pérdida de peso. La vía de señalización del receptor β3-adrenérgico en el tejido adiposo juega un papel importante en la lipólisis de adipocitos, y la genética humana ha identificado un polimorfismo de pérdida de función Trp64Arg en el receptor β3-adrenérgico correlacionado con la obesidad6. CL 316,243, un agonista específico y potente del receptor β3-adrenérgico, estimula la lipólisis del tejido adiposo y la liberación de glicerol. La evaluación de la respuesta de un ratón a CL 316,243 puede proporcionar información valiosa sobre el desarrollo, la mejora y la comprensión de la eficacia del compuesto.
Colectivamente, estas pruebas se pueden utilizar como una prueba inicial para detectar cambios en el estado metabólico lipídico de los ratones. Se eligen por la accesibilidad de los instrumentos y reactivos. Con los resultados derivados de estos ensayos, los investigadores pueden formar una imagen general de la aptitud metabólica de sus animales y decidir sobre enfoques más sofisticados y específicos.
Protocol
Representative Results
Discussion
Los tres ensayos descritos funcionan de manera robusta en el laboratorio, con algunas consideraciones críticas. Se requiere ayuno nocturno para determinar los niveles de lípidos séricos en ayunas y la prueba de tolerancia intralipídica oral. Para la prueba de tolerancia intralipídica oral, es fundamental hacer girar la sangre a temperatura ambiente para minimizar la formación de una capa de grasa, especialmente en los puntos de tiempo de 1 y 2 horas; es importante no descartar esta capa de grasa si se forma. Asegú…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo es apoyado por los Institutos Nacionales de Salud (NIH), subvención R00-DK114498, y el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA), subvención CRIS: 3092-51000-062 a Y. Z.
Materials
| 20% Intralipid | Sigma Aldrich | I141 | |
| BD Slip Tip Sterile Syringes 1ml | Shaotong | B07F1KRMYN | |
| CL 316,243 Hydrate | Sigma-Aldrich | C5976 | |
| Curved Feeding Needles (18 Gauge) | Kent Scientific | FNC-18-2-2 | |
| Free Glycerol Reagent | Sigma Aldrich | F6428 | |
| Glycerol Standard Solution | Sigma | G7793 | |
| HR SERIES NEFA-HR(2)COLOR REAGENT A | Fujifilm Wako Diagnostics | 999-34691 | |
| HR SERIES NEFA-HR(2)COLOR REAGENT B | Fujifilm Wako Diagnostics | 991-34891 | |
| HR SERIES NEFA-HR(2)SOLVENT A | Fujifilm Wako Diagnostics | 995-34791 | |
| HR SERIES NEFA-HR(2)SOLVENT B | Fujifilm Wako Diagnostics | 993-35191 | |
| Ketamine | Vedco | 50989-161-06 | |
| Matrix Plus Chemistry Reference Kit | Verichem | 9500 | |
| Micro Centrifuge Tubes | Fisher Scientific | 14-222-168 | |
| Microhematrocrit Capillary Tube, Not Heparanized | Fisher Scientific | 22-362-574 | |
| NEFA STANDARD SOLUTION | Fujifilm Wako Diagnostics | 276-76491 | |
| Phosphate Buffered Saline | Boston Bioproducts | BM-220 | |
| Thermo Scientific Triglycerides Reagent | Fisher Scientific | TR22421 | |
| Total Cholesterol Reagents | Thermo Scientifi | TR13421 | |
| Xylazine | Henry Schein | 11695-4022-1 |
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