To badanie opisuje bezpośredni pomiar produkcji glukozy w wątrobie w mysim modelu zespołu policystycznych jajników przy użyciu stabilnego izotopowego znacznika glukozy przez żyłę ogonową zarówno na czczo, jak i w stanie bogatym w glukozę w tandemie.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
To badanie opisuje bezpośredni pomiar produkcji glukozy w wątrobie w mysim modelu zespołu policystycznych jajników przy użyciu stabilnego izotopowego znacznika glukozy przez żyłę ogonową zarówno na czczo, jak i w stanie bogatym w glukozę w tandemie.
Zespół policystycznych jajników (PCOS) jest powszechną chorobą, która powoduje zaburzenia metabolizmu glukozy, takie jak insulinooporność i nietolerancja glukozy. Rozregulowany metabolizm glukozy jest ważnym objawem choroby i jest kluczem do jej patogenezy. Dlatego tak ważne są badania oceniające metabolizm glukozy w PCOS. Bardzo niewiele badań określiło ilościowo produkcję glukozy w wątrobie bezpośrednio w modelach PCOS przy użyciu nieradioaktywnych znaczników glukozy. W tym badaniu omawiamy instrukcje krok po kroku dotyczące ilościowego oznaczania szybkości produkcji glukozy w wątrobie w mysim modelu PCOS poprzez pomiar wzbogacenia M + 2 glukozy [6,6-2 H2], stabilnego izotopowego znacznika glukozy, za pomocą chromatografii gazowej - spektrometrii mas (GCMS). Procedura ta polega na stworzeniu stabilnego izotopowego roztworu znacznika glukozy, zastosowaniu cewnika do żyły ogonowej i infuzji znacznika glukozy zarówno na czczo, jak i w stanie bogatym w glukozę u tej samej myszy w tandemie. Wzbogacenie [6,6-2H2]glukozy mierzy się za pomocą pochodnej pentaoctanu w GCMS. Technika ta może być stosowana w wielu różnych badaniach obejmujących bezpośredni pomiar szybkości produkcji glukozy w wątrobie.
Zespół policystycznych jajników (PCOS) jest częstym zaburzeniem występującym u 12%-20% kobiet w wieku rozrodczym1,2. Jest to złożona choroba skutkująca zmiennymi fenotypami obejmującymi policystyczne jajniki, nieregularne miesiączki i kliniczne lub laboratoryjne dowody hiperandrogenemii, i jest zwykle diagnozowana, gdy kobieta spełnia dwa z trzech kryteriów3. Dominującym aspektem PCOS i kluczowym czynnikiem w jego patogenezie są zaburzenia metaboliczne, które występują u kobiet cierpiących na tę chorobę. Kobiety z PCOS częściej występują w insulinooporności, nietolerancji glukozy, otyłości i zespole metabolicznym3,4,5,6. Insulinooporność jest nie tylko przejawem choroby, ale uważa się, że przyczynia się do jej patogenezy poprzez nasilenie działania hormonu luteinizującego w jajniku, prowadząc w ten sposób do zwiększonej produkcji androgenów7,8. Uważa się, że insulinooporność ma kilka możliwych źródeł, ale badania sugerują, że może być spowodowana nieprawidłowymi wzorcami sygnalizacji receptora insuliny9,10. W badaniach oceniano insulinooporność u pacjentów z PCOS przy użyciu złotego standardu techniki hiperinsulinemiczno-euglikemicznej klamry11,12,13,14,15. Kobiety z PCOS, niezależnie od BMI, mają wyższy poziom insulinooporności w porównaniu z grupą kontrolną. Kontrola insuliny nad produkcją glukozy jest upośledzona w zaburzeniach insulinooporności prowadzących do nadmiernej produkcji glukozy. Na przykład pacjenci z cukrzycą mają zwiększone wskaźniki glukoneogenezy i upośledzoną supresję glikogenolizy16. Ponadto zaobserwowano upośledzone zahamowanie produkcji glukozy u szczurów z cukrzycą17. Chociaż badania klamrowe mogą dać pomiar insulinooporności, niewiele badań nad PCOS koncentruje się na bezpośrednim pomiarze produkcji glukozy na czczo i po posiłku. Wymaga to zastosowania nieradioaktywnej infuzji izotopowego znacznika glukozy i pomiaru za pomocą spektrometrii mas.
Modele zwierzęce były szeroko wykorzystywane w badaniach nad PCOS. Zarówno szczupłe, jak i otyłe mysie modele PCOS zostały stworzone przez podawanie androgenów prenatalnie, przed okresem dojrzewania lub po okresie dojrzewania18. Modele PCOS u gryzoni wykazują również różnice metaboliczne w porównaniu z ich odpowiednimi kontrolami. Poprzednie dane z naszego laboratorium wykazały nieprawidłowe testy tolerancji glukozy (GTT) w modelach myszy PCOS (szczupłych i otyłych), zgodnie z literaturą na temat PCOS u ludzi19. Wykorzystanie szczupłego i otyłego modelu zwierzęcego pozwala na dalsze badania różnic metabolicznych. W szczególności model ten umożliwia ocenę szybkości produkcji glukozy bezpośrednio przy użyciu izotopowych znaczników glukozy. Jednym z najczęściej stosowanych stabilnych izotopowych znaczników glukozy jest [6,6-2H2]glukoza. Wzbogacenie w glukozę [6,6-2H2] można zmierzyć za pomocą pochodnej pentaoctanu, jak opisano wcześniej20.
W tym badaniu, naszym celem było zmierzenie tempa produkcji glukozy w wątrobie na czczo i w stanie bogatym w glukozę u myszy PCOS za pomocą izotopowego wlewu glukozy. Techniki te można zastosować w szerokim zakresie eksperymentów obejmujących kinetykę glukozy.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie procedury na zwierzętach zostały zatwierdzone przez Instytucjonalny Komitet ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt (IACUC) Baylor College of Medicine.
1. Przygotowanie [6,6-2 H 2]glukozy
2. Przygotowanie eksperymentów infuzyjnych
3. Wprowadzenie cewnika
4. Przygotowanie do infuzji i pierwsza infuzja
5. Pobieranie próbek krwi
6. Drugi napar
7. Spektrometria mas
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Korzystając z wcześniej opisanych równań rozcieńczania izotopowego, całkowity wskaźnik glukozy w osoczu (glucoseRa) obliczono na podstawie wzbogacenia M+2 [6,6-2H2glukozy w warunkach na czczo oraz w warunkach wysokiego stężenia glukozy z wykorzystaniem pochodnej pentaoctanu21W warunkach stanu stacjonarnego przyjmuje się, że szybkość pojawiania się glukozy jest równa szybkości jej zanikania. W grupie kontrolnej całkowita glukozaRa wynosiło 19,98 ± 2,53 mg...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Hiperglikemia i nieprawidłowy metabolizm/homeostaza glukozy to cechy PCOS. Poziom glukozy we krwi jest utrzymywany przez połączenie glukozy z diety i produkcji glukozy poprzez glikogenolizę i glukoneogenezę oraz glikogenezę, pod kontrolą hormonów i enzymów. Produkcja glukozy w wątrobie jest hamowana przez obecność zwiększonego poziomu glukozy we krwi. W zaburzeniach nieprawidłowego metabolizmu glukozy regulacja zahamowania produkcji glukozy jest zaburzona, co prowadzi do hiperglikemii. Podczas gdy wiele badań wy...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Ta praca była wspierana przez granty szkoleniowe z Departamentu Położnictwa i Ginekologii, Baylor College of Medicine (ALG) oraz grant badawczy R-01 (Grant # DK114689) dla CSB, SC i JM z National Institutes of Health.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 0,9% roztwór chlorku sodu | McKesson | 275595 | |
| 10 ml strzykawka z końcówką BD Luer-Lok | VWR | 75846-756 | Dwie strzykawki na zwierzę (jedna na izotopowy roztwór glukozy, jedna na izotopowy roztwór |
| 1-calowa przezroczysta taśma transporowa | 3M 70200400169 | ||
| 1-calowa taśma do etykietowania | Fisher | GS07F161BA | Brand to przykład |
| Strzykawka 5 ml zawierająca płukanie solą fizjologiczną | McKesson | 191-MIH-2235 | Można również przygotować roztwór do płukania heparyny (10 jednostek/ml heparyny w 0,9% chlorku sodu) |
| 5 mm Medipoint Goldenrod lancety dla zwierząt | Fisher Scientific | NC9891620 | 5 mm, jeśli zwierzę jest w wieku od 2 do 6 miesięcy |
| Aceton | Sigma-Aldrich | 650501 | |
| Zaawansowane mieszadło z płytą grzejną | VWR | 97042-602 | Marka jest przykładem |
| Igły BD 27 o średnicy 0,5 cala | Magazyn zdrowia | A283952 | |
| Igły BD 30 o średnicy 0,5 cala | Medvet | 305106 | |
| Rurka z polietylenu (PE) BD Intramedic 0,28 mm ID x 0,61 mm | VWR | 63019-004 | |
| BD Intramedic Rurka polietylenowa (PE) 0,28 mm ID x 0,61 mm | VWR | 63019-004 | |
| Zlewka, 1000 ml | Dowolna marka | ||
| Granulki | |||
| Przezroczyste szklane fiolki VOA z zamkniętą nakrętką | Fisher Scientific | 05-719-120 | Do przechowywania acetonu i próbek krwi Miedziany |
| bezzębny zacisk aligatora do opaski uciskowej | Amazon | Any Brand; gładkie bezzębne zaciski aligatora wykonane z litej miedzi | |
| D-(+)-glukoza >99,5% | Sigma-Aldrich | G8270 | |
| D-glukoza (6,6-D2, 99%) | Cambridge Isotope Laboratories, Inc. | DLM-349-PK | |
| Rurka silastyczna Dow Corning 0,3 mm ID x 0,64 mm OD | VWR | 62999-042 | |
| Szkło powiększające | Amazon | Dowolna marka; podobny do LANCOSC Szkło powiększające z lekkim i podstawką | |
| Microbalance | Ohaus Adventurer Pro | AV264C | Można użyć dowolnego podobnego modelu z dokładnością 0,0001 g |
| Butelka Nalgene, 500 ml | Sigma-Aldrich | B0158-12EA | Lub dowolna podobna marka; Przeciąć na pół (w tym pokrywę) i wyciąć wcięcie wielkości ogona w dolnej części |
| Pompa wielostrzykawkowa PHD Ultra | Aparat Harvarda | 70-3024A | |
| Arkusz | Dowolna marka; do stabilizacji myszy podczas wprowadzania cewnika | ||
| Arkusze i przekładki | Dowolna marka; Służy do trzymania myszy w klatkach podczas infuzji |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.