Farelerde Tüm Vücut Lipid Taşıma Kapasitesinin Değerlendirilmesi
Summary
Bu makale, farelerde lipid metabolizmasını değerlendirmek için üç kolay ve erişilebilir test sağlar.
Abstract
Lipid metabolizmasının değerlendirilmesi metabolik fonksiyonun değerlendirilmesinin temel taşıdır ve in vivo metabolizma çalışmaları için gerekli kabul edilir. Lipitler, sentezlerinde ve metabolizmalarında yer alan birçok yolak ile birçok farklı molekülden oluşan bir sınıftır. Beslenme ve obezite araştırmaları için lipid hemostazını değerlendirmek için bir başlangıç noktasına ihtiyaç vardır. Bu makalede, ustalaşmak için çok az uzmanlık veya pratik gerektiren ve çoğu laboratuvar tarafından farelerdeki lipid metabolizması anormalliklerini taramak için uyarlanabilen üç kolay ve erişilebilir yöntem açıklanmaktadır. Bu yöntemler (1) oral intralipid tolerans testi yoluyla diyet lipid işleme yeteneği için ticari kitler (2) tahlilleri kullanarak birkaç açlık serum lipit molekülünün ölçülmesi ve (3) farelerde CL 316.243 adlı bir farmasötik bileşiğin yanıtının değerlendirilmesidir. Birlikte, bu yöntemler farelerde lipit işleme yeteneğine üst düzey bir genel bakış sağlayacaktır.
Introduction
Karbonhidratlar ve lipitler enerji metabolizması için iki ana substrattır. Anormal lipid metabolizması tip II diyabet, kardiyovasküler hastalıklar, yağlı karaciğer hastalıkları ve kanserler de dahil olmak üzere birçok insan hastalığı ile sonuçlanır. Diyet lipitleri, özellikle trigliseritler, bağırsak yoluyla lenfatik sisteme emilir ve kalbe yakın chylomicronlarda venöz dolaşıma girer1. Lipitler, yağ asidi moietiesinin kas ve yağ dokusu gibi periferik organlarda lipoprotein lipazının etkisiyle kurtarıldığı kan dolaşımındaki lipoprotein parçacıkları tarafından taşınır2. Kalan kolesterol bakımından zengin kalıntı parçacıkları karaciğer tarafından temizlenir3. Fareler, lipid metabolizmasını incelemek için laboratuvarlarda bir araştırma modeli olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Kapsamlı genetik araç seti ve nispeten kısa bir üreme döngüsü ile, lipitlerin nasıl emdiğini, sentezlendiğini ve metabolize edildiğini incelemek için güçlü bir modeldir.
Lipid metabolizmasının karmaşıklığı nedeniyle, sofistike lipidomik çalışmalar veya izotopik izleyici çalışmaları genellikle lipit türlerinin veya lipid ile ilgili metabolik akıların ve kaderlerin koleksiyonlarını ölçmek için kullanılır4,5. Bu, özel ekipman veya uzmanlığa sahip olmayan araştırmacılar için büyük bir zorluk yaratır. Bu yazıda teknik olarak zorlu teknikler kullanılmadan önce ilk test görevi görebilecek üç tahlil sunuyoruz. Fareler için terminal olmayan prosedürlerdir ve bu nedenle lipid taşıma kapasitesindeki potansiyel farklılıkları belirlemek ve etkilenen süreçleri daraltmek için çok yararlıdır.
İlk olarak, açlık serumu lipid moleküllerinin ölçülmesi, bir farenin genel lipit profilinin tespitine yardımcı olabilir. Fareler oruç tutmalıdır, çünkü birçok lipit türü yemeklerden sonra yükselir ve artışın boyutu diyetin bileşimini güçlü bir şekilde etkiler. Toplam kolesterol, trigliserit ve esterlenmemiş yağ asidi (NEFA) dahil olmak üzere birçok lipid molekülü, ticari bir kit ve emiciliği okuyabilen bir plaka okuyucu kullanılarak ölçülebilir.
İkinci olarak, oral intralipid tolerans testi lipid işleme yeteneğini emilim ve metabolizmanın net bir etkisi olarak değerlendirir. Ağızdan uygulanan bir intralipid dolaşımdaki trigliserit seviyelerinde (1-2 saat) bir artışa neden olur, daha sonra serum trigliserit seviyeleri bazal seviyelere (4-6 saat) geri döner. Bu tahlil, bir farenin eksojen lipitleri ne kadar iyi idare edebileceği hakkında bilgi sunar. Kalp, karaciğer ve kahverengi yağ dokusu trigliseritlerin aktif tüketicileridir, beyaz yağ dokusu ise onu bir enerji rezervi olarak depolar. Bu işlevlerdeki değişiklikler test sonuçlarında farklılıklara yol açacaktır.
Son olarak, depolanan lipitleri harekete geçirmek için lipoliz teşvik etmek kilo kaybı için olası bir strateji olarak kabul edilir. Yağ dokusundaki β3-adrenerjik reseptör sinyal yolu adiposit lipolizinde önemli bir rol oynar ve insan genetiği obezite ile ilişkili β3-adrenerjik reseptörde fonksiyon kaybı polimorfizmi Trp64Arg tespit etti6. Cl 316,243, spesifik ve güçlü bir β3-adrenerjik reseptör agonisti, yağ dokusu lipolizini ve gliserol salınımını uyarır. Bir farenin CL 316,243’e verdiği yanıtın değerlendirilmesi, bileşiğin gelişimi, iyileştirilmesi ve etkinliğinin anlaşılması hakkında değerli bilgiler sağlayabilir.
Toplu olarak, bu testler farelerin lipid metabolik durumundaki değişiklikler için bir başlangıç ekranı olarak kullanılabilir. Enstrümanların ve reaktiflerin erişilebilirliği için seçilirler. Bu testlerden elde edilen sonuçlarla araştırmacılar, hayvanlarının metabolik uygunluğunun genel bir resmini oluşturabilir ve daha sofistike ve hedefli yaklaşımlara karar verebilirler.
Protocol
Representative Results
Discussion
Açıklanan üç tahlil, laboratuvarda birkaç kritik hususla birlikte sağlam bir şekilde işlev görür. Açlık serum lipit düzeylerinin belirlenmesi ve oral intralipid tolerans testi için gece oruç gereklidir. Oral intralipid tolerans testi için, özellikle 1 ve 2 saatlik zaman noktalarında bir yağ tabakası oluşumunu en aza indirmek için kanı oda sıcaklığında döndürmek önemlidir; oluşursa bu yağ tabakasını atmamak önemlidir. Süpernatant lipid tabakası ile transfer emin olun ve trigliserit tay…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIH), R00-DK114498 hibesi ve Amerika Birleşik Devletleri Tarım Bakanlığı (USDA) tarafından desteklenmektedir, CRIS: 3092-51000-062 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 |
References
- Dixon, J. B. Mechanisms of chylomicron uptake into lacteals. Annals of the New York Academy of Sciences. 1207, 52-57 (2010).
- Nuno, J., de Oya, M. Lipoprotein lipase: review. Revista Clínica Española. 170 (3-4), 83-87 (1983).
- Williams, K. J. Molecular processes that handle — and mishandle — dietary lipids. Journal of Clinical Investigation. 118 (10), 3247-3259 (2008).
- Burla, B., et al. MS-based lipidomics of human blood plasma: a community-initiated position paper to develop accepted guidelines. Journal of Lipid Research. 59 (10), 2001-2017 (2018).
- Umpleby, A. M. Hormone measurement guidelines: Tracing lipid metabolism: the value of stable isotopes. Journal of Endocrinology. 226 (3), 1-10 (2015).
- Mitchell, B. D., et al. A paired sibling analysis of the beta-3 adrenergic receptor and obesity in Mexican Americans. Journal of Clinical Investigation. 101 (3), 584-587 (1998).
- Mahoney, L. B., Denny, C. A., Seyfried, T. N. Caloric restriction in C57BL/6J mice mimics therapeutic fasting in humans. Lipids in Health and Disease. 5, 13 (2006).
- Hayek, T., et al. Dietary fat increases high density lipoprotein (HDL) levels both by increasing the transport rates and decreasing the fractional catabolic rates of HDL cholesterol ester and apolipoprotein (Apo) A-I. Presentation of a new animal model and mechanistic studies in human Apo A-I transgenic and control mice. Journal of Clinical Investigation. 91 (4), 1665-1671 (1993).
- Hogarth, C. A., Roy, A., Ebert, D. L. Genomic evidence for the absence of a functional cholesteryl ester transfer protein gene in mice and rats. Comparative Biochemistry and Physiology – Part B: Biochemistry & Molecular Biology. 135 (2), 219-229 (2003).
- Tall, A. R. Functions of cholesterol ester transfer protein and relationship to coronary artery disease risk. Journal of Clinical Lipidology. 4 (5), 389-393 (2010).
- Singh, A. K., Singh, R. Triglyceride and cardiovascular risk: A critical appraisal. Indian Journal of Endocrinology and Metabolism. 20 (4), 418-428 (2016).
- Miller, M., et al. Triglycerides and cardiovascular disease: a scientific statement from the American Heart Association. Circulation. 123 (20), 2292-2333 (2011).
- Dron, J. S., Hegele, R. A. Genetics of Hypertriglyceridemia. Frontiers in Endocrinology (Lausanne). 11, 455 (2020).
- Dole, V. P. A relation between non-esterified fatty acids in plasma and the metabolism of glucose. Journal of Clinical Investigation. 35 (2), 150-154 (1956).
- Bartelt, A., et al. Brown adipose tissue activity controls triglyceride clearance. Nature Medicine. 17 (2), 200-205 (2011).
- de Souza, C. J., Burkey, B. F. Beta 3-adrenoceptor agonists as anti-diabetic and anti-obesity drugs in humans. Current Pharmaceutical Design. 7 (14), 1433-1449 (2001).
- Braun, K., Oeckl, J., Westermeier, J., Li, Y., Klingenspor, M. Non-adrenergic control of lipolysis and thermogenesis in adipose tissues. Journal of Experimental Biology. 221, (2018).
