Аналіз активності с-kit імунопозитивних альфа-клітин підшлункової залози при екзогенних впливах та ендогенно сформованій патології
DOI:
https://doi.org/10.14739/2409-2932.2023.1.273223Ключові слова:
щури лінії SHR, щури лінії Wistar, підшлункова залоза, панкреатичний острівець, ендокриноцит, імунофлуоресценція, глюкагон, с-kitАнотація
Є низка факторів, що змінюють популяцію ендокриноцитів і їхню секреторну активність залежно від різних умов та експериментально сформованих патологій. Так, переривчаста гіпоксична гіпоксія, експериментально сформована патологія – цукровий діабет, генетично сформована патологія – артеріальна гіпертензія мають прямий вплив на ендокриноцити підшлункової залози зі своїм патофізіологічним механізмом. У цьому контексті цікавим є аналіз стану прогеніторного потенціалу альфа-клітин залежно від умов життєдіяльності організму, впливів і патологічних станів, що в ньому виникають.
Мета роботи – визначення активності проліферативного фактора с-kit в альфа-клітинах при екзогенних факторах: переривчастій гіпоксичній гіпоксії, а також ендогенно сформованій патології – артеріальній гіпертензії та цукровому діабеті.
Матеріали та методи. Дослідження здійснили на підшлунковій залозі щурів лінії SHR та Wistar. Глюкагон і с-kit в острівцях підшлункової залози визначали імунофлуоресцентним методом. Реакцію імунофлуоресценції вивчали флуоресцентним мікроскопом AxioImager-M2.
Результати. Аналіз показника с-kit позитивних альфа-клітин у щурів, хворих на цукровий діабет, показав його підвищення вп’ятеро. Це можна пояснити тим, що виникнення гіперглікемії при цукровому діабеті характеризується не тільки підвищеним рівнем глюкози в крові внаслідок недостатнього вироблення інсуліну, але й шляхом збільшення кількості альфа-клітин, їхньої активної проліферації та можливого трансдиференціювання з бета-клітин. У щурів лінії SHR кількість с-kit позитивних альфа-клітин знижувалась, а отже такі зміни не стільки пов’язані з порушенням модуляції транскрипційного фактора, скільки з участю нейрогенних механізмів. Зниження с-kit позитивних альфа-клітин у тварин із гіпоксичною гіпоксією можна пояснити трансдиференційними (ремоделювальними) змінами, що спрямовані на пригнічення проліферативних процесів в альфа-ендокриноцитах.
Висновки. Збільшення показника с-kit позитивних альфа-клітин у хворих на цукровий діабет щурів пояснюється тим, що виникнення гіперглікемії при цукровому діабеті характеризується не тільки підвищеним рівнем глюкози в крові внаслідок недостатнього вироблення інсуліну, але й шляхом збільшення кількості альфа-клітин, їхньої активної проліферації та можливого трансдиференціювання з бета-клітин. Зниження показника кількості с-kit позитивних альфа-клітин у щурів лінії SHR може свідчити про те, що ці зміни не стільки пов’язані з порушенням модуляції транскрипційного фактора, скільки з участю саме нейрогенних механізмів. Зниження с-kit позитивних альфа-клітин у тварин із гіпоксичною гіпоксією можна пояснити спрямованими на пригнічення проліферативних процесів в альфа-ендокриноцитах трансдиференційними (ремоделювальними) змінами.
Посилання
Jennings, R. E., Berry, A. A., Strutt, J. P., Gerrard, D. T., & Hanley, N. A. (2015). Human pancreas development. Development, 142(18), 3126-3137. https://doi.org/10.1242/dev.120063
Bastidas-Ponce, A., Scheibner, K., Lickert, H., & Bakhti, M. (2017). Cellular and molecular mechanisms coordinating pancreas development. Development (Cambridge, England), 144(16), 2873-2888. https://doi.org/10.1242/dev.140756
Jennings, R. E., Berry, A. A., Kirkwood-Wilson, R., Roberts, N. A., Hearn, T., Salisbury, R. J., Blaylock, J., Piper Hanley, K., & Hanley, N. A. (2013). Development of the human pancreas from foregut to endocrine commitment. Diabetes, 62(10), 3514-3522. https://doi.org/10.2337/db12-1479
Sinagoga, K. L., McCauley, H. A., Múnera, J. O., Reynolds, N. A., Enriquez, J. R., Watson, C., Yang, H. C., Helmrath, M. A., & Wells, J. M. (2018). Deriving functional human enteroendocrine cells from pluripotent stem cells. Development, 145(19), dev165795. https://doi.org/10.1242/dev.165795
Brissova, M., Fowler, M. J., Nicholson, W. E., Chu, A., Hirshberg, B., Harlan, D. M., & Powers, A. C. (2005). Assessment of human pancreatic islet architecture and composition by laser scanning confocal microscopy. The journal of histochemistry and cytochemistry : official journal of the Histochemistry Society, 53(9), 1087-1097. https://doi.org/10.1369/jhc.5C6684.2005
Quesada, I., Tudurí, E., Ripoll, C., & Nadal, A. (2008). Physiology of the pancreatic alpha-cell and glucagon secretion: role in glucose homeostasis and diabetes. The Journal of endocrinology, 199(1), 5-19. https://doi.org/10.1677/JOE-08-0290
Unger, R. H., & Cherrington, A. D. (2012). Glucagonocentric restructuring of diabetes: a pathophysiologic and therapeutic makeover. The Journal of clinical investigation, 122(1), 4-12. https://doi.org/10.1172/JCI60016
Christensen, M., Bagger, J. I., Vilsbøll, T., & Knop, F. K. (2011). The alpha-cell as target for type 2 diabetes therapy. The review of diabetic studies : RDS, 8(3), 369-381. https://doi.org/10.1900/RDS.2011.8.369
Ivanenko, T. V., & Abramov, A. V. (2022). Optimization of endocrine pancreas fluorescence analysis using machine methods. Pathologia, 19(1), 24-31. https://doi.org/10.14739/2310-1237.2022.1.254173
Kolesnyk, Yu. M., Abramova, T. V., Ivanenko, T. V., & Abramov, A. B. (2018). Porivnialna kharakterystyka populiatsii endokrynotsytiv pidshlunkovoi zalozy u shchuriv linii WISTAR i SHR zi streptozototsyn-indukovanym diabetom [Comparative characteristics of the pancreatic endocrinocyte population in WISTAR and SHR rats with streptozotocin-induced diabetes]. Intehratyvni mekhanizmy patolohichnykh protsesiv: vid eksperymentalnykh doslidzhen do klinichnoi praktyky. Materials of the VII Plenum of the Ukrainian Scientific Society of Pathophysiologists] (pp. 44-45). [in Ukrainian].
Unger, R. H., & Orci, L. (1975). The essential role of glucagon in the pathogenesis of diabetes mellitus. Lancet, 1(7897), 14-16. https://doi.org/10.1016/s0140-6736(75)92375-2
Omar-Hmeadi, M., Lund, P. E., Gandasi, N. R., Tengholm, A., & Barg, S. (2020). Paracrine control of α-cell glucagon exocytosis is compromised in human type-2 diabetes. Nature communications, 11(1), 1896. https://doi.org/10.1038/s41467-020-15717-8
Kawamori, D., Kurpad, A. J., Hu, J., Liew, C. W., Shih, J. L., Ford, E. L., Herrera, P. L., Polonsky, K. S., McGuinness, O. P., & Kulkarni, R. N. (2009). Insulin signaling in alpha cells modulates glucagon secretion in vivo. Cell metabolism, 9(4), 350-361. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2009.02.007
Kawamori, D., Akiyama, M., Hu, J., Hambro, B., & Kulkarni, R. N. (2011). Growth factor signalling in the regulation of α-cell fate. Diabetes, obesity & metabolism, 13 Suppl 1, 21-30. https://doi.org/10.1111/j.1463-1326.2011.01442.x
Elliott, A. D., Ustione, A., & Piston, D. W. (2015). Somatostatin and insulin mediate glucose-inhibited glucagon secretion in the pancreatic α-cell by lowering cAMP. American journal of physiology. Endocrinology and metabolism, 308(2), E130-E143. https://doi.org/10.1152/ajpendo.00344.2014
Patel, Y. C., Amherdt, M., & Orci, L. (1982). Quantitative electron microscopic autoradiography of insulin, glucagon, and somatostatin binding sites on islets. Science, 217(4565), 1155-1156. https://doi.org/10.1126/science.6126003
Feng, A. L., Xiang, Y. Y., Gui, L., Kaltsidis, G., Feng, Q., & Lu, W. Y. (2017). Paracrine GABA and insulin regulate pancreatic alpha cell proliferation in a mouse model of type 1 diabetes. Diabetologia, 60(6), 1033-1042. https://doi.org/10.1007/s00125-017-4239-x
Abramova, T. V., & Kolesnyk, Yu. M. (2017). Osobennosti organizatsii populyatsii al'fa-kletok v podzheludochnoi zheleze u krys so spontannoi gipertenzii (SHR) [Features of the alpha-cell population organization in pancreas of spontaneously hypertensive rats (SHR)]. Pathologia, 14(2), 124-128. [in Russian]. https://doi.org/10.14739/2310-1237.2017.2.109249
Naya, F. J., Huang, H. P., Qiu, Y., Mutoh, H., DeMayo, F. J., Leiter, A. B., & Tsai, M. J. (1997). Diabetes, defective pancreatic morphogenesis, and abnormal enteroendocrine differentiation in BETA2/neuroD-deficient mice. Genes & development, 11(18), 2323-2334. https://doi.org/10.1101/gad.11.18.2323
Hussain, M. A., Miller, C. P., & Habener, J. F. (2002). Brn-4 transcription factor expression targeted to the early developing mouse pancreas induces ectopic glucagon gene expression in insulin-producing beta cells. The Journal of biological chemistry, 277(18), 16028-16032. https://doi.org/10.1074/jbc.M107124200
Ivanenko, T. V. (2011). Vliyaniye gipoksicheskikh trenirovok na funktsiyu beta-kletok pankreaticheskikh ostrovkov [Effect of hypoxic training on functioning of pancreatic islet beta-cells]. Aktualni problemy suchasnoi medytsyny: Visnyk ukrainskoi medychnoi stomatolohichnoi akademii, 11(4), 82-84. [in Russian].
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
