Визначення молекулярних механізмів розвитку та перебігу експериментального цукрового діабету в щурів лінії Вістар
DOI:
https://doi.org/10.14739/2409-2932.2023.2.281209Ключові слова:
щури лінії Wistar, підшлункова залоза, гени Nkx2-1, Pik3r1, Slc14a2Анотація
Розвиток і прогресування діабету включає кілька молекулярних механізмів: інсулінорезистентність, дисфункцію бета-клітин, запальні процеси (їх виникнення спричинене впливом цитокінів і хемокінів, що порушують сигнальні шляхи інсуліну та зумовлюють апоптоз бета-клітин), генетичні фактори (деякі форми діабету спричинені генетичними мутаціями, що впливають на вироблення інсуліну або його чутливість). Молекулярні механізми виникнення та перебігу цукрового діабету складні, включають різні аспекти фізіології та біохімії організму. Розуміння цих механізмів має вирішальне значення для розроблення ефективних методів лікування та профілактики діабету.
Мета роботи – аналіз експресії генів, пов’язаних із діабетом, у зразках тканин підшлункової залози щурів лінії Вістар.
Матеріали та методи. Для аналізу експресії генів використовували метод полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР) зі зворотною транскрипцією в режимі реального часу за допомогою набору RTІ Profiler™ PCR Array Rat Diabetes (QIAGEN, Німеччина), де об’єктом дослідження в експериментальних тварин була підшлункова залоза.
Результати. RTІ Profiler™ PCR Array Rat Diabetes профілює експресію 84 генів, пов’язаних із виникненням, розвитком і прогресуванням діабету. Панель містить гени, що спричиняють ожиріння, резистентність до інсуліну, ранній початок діабету та його пізні ускладнення. Ці гени представлені функціональними категоріями: рецепторами, транспортерами та каналами; ядерними рецепторами; метаболічними ферментами; факторами секреції; білками передачі сигналу; факторами транскрипції.
У результаті ПЛР-дослідження матеріалу тварин з експериментальним цукровим діабетом встановили активність генів Nkx2-1, Pik3r1, Slc14a2 з високою експресією порівняно з контрольною групою щурів.
Висновки. Ген Nkx2-1 асоційований із виникненням цукрового діабету. Виявили високу активність його експресії порівняно з інтактною групою тварин. Білок Pik3r1 має високий рівень експресії у групі тварин з експериментальним цукровим діабетом. Ці зміни пов’язані з компенсаторним механізмом, що передбачає збереження клітинного потенціалу ендокринного апарату підшлункової залози. Підвищення рівня експресії білка SLC14A2, що виявили, імовірно, свідчить про початок розвитку пізніх ускладнень перебігу цукрового діабету, які пов’язані з патологією нирок.
Посилання
Livak, K. J., & Schmittgen, T. D. (2001). Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) Method. Methods (San Diego, Calif.), 25(4), 402-408. https://doi.org/10.1006/meth.2001.1262
Takematsu, E., Spencer, A., Auster, J., Chen, P. C., Graham, A., Martin, P., & Baker, A. B. (2020). Genome wide analysis of gene expression changes in skin from patients with type 2 diabetes. PloS one, 15(2), e0225267. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0225267
Coon, E. A., Ahlskog, J. E., Patterson, M. C., Niu, Z., & Milone, M. (2016). Expanding Phenotypic Spectrum of NKX2-1-Related Disorders-Mitochondrial and Immunologic Dysfunction. JAMA neurology, 73(2), 237-238. https://doi.org/10.1001/jamaneurol.2015.2976
Sivitz, W. I., & Yorek, M. A. (2010). Mitochondrial dysfunction in diabetes: from molecular mechanisms to functional significance and therapeutic opportunities. Antioxidants & redox signaling, 12(4), 537-577. https://doi.org/10.1089/ars.2009.2531
Rojek, A., & Niedziela, M. (2010). Insulin receptor and its relationship with different forms of insulin resistance. Advances in Cell Biology, 2010, 58-89. https://doi.org/10.2478/v10052-010-0004-8
Honardoost, M., Sarookhani, M. R., Arefian, E., & Soleimani, M. (2014). Insulin resistance associated genes and miRNAs. Applied biochemistry and biotechnology, 174(1), 63-80. https://doi.org/10.1007/s12010-014-1014-z
Andrade, V. P., Morrogh, M., Qin, L. X., Olvera, N., Giri, D., Muhsen, S., Sakr, R. A., Schizas, M., Ng, C. K., Arroyo, C. D., Brogi, E., Viale, A., Morrow, M., Reis-Filho, J. S., & King, T. A. (2015). Gene expression profiling of lobular carcinoma in situ reveals candidate precursor genes for invasion. Molecular oncology, 9(4), 772-782. https://doi.org/10.1016/j.molonc.2014.12.005
Knoll, K. E., Pietrusz, J. L., & Liang, M. (2005). Tissue-specific transcriptome responses in rats with early streptozotocin-induced diabetes. Physiological genomics, 21(2), 222-229. https://doi.org/10.1152/physiolgenomics.00231.2004
Yang, L., Brozovic, S., Xu, J., Long, Y., Kralik, P. M., Waigel, S., Zacharias, W., Zheng, S., & Epstein, P. N. (2011). Inflammatory gene expression in OVE26 diabetic kidney during the development of nephropathy. Nephron. Experimental nephrology, 119(1), e8-e20. https://doi.org/10.1159/000324407
Zheng, S., Huang, Y., Yang, L., Chen, T., Xu, J., & Epstein, P. N. (2011). Uninephrectomy of diabetic OVE26 mice greatly accelerates albuminuria, fibrosis, inflammatory cell infiltration and changes in gene expression. Nephron. Experimental nephrology, 119(1), e21-e32. https://doi.org/10.1159/000327586
Jaffa, M. A., Kobeissy, F., Al Hariri, M., Chalhoub, H., Eid, A., Ziyadeh, F. N., & Jaffa, A. A. (2012). Global renal gene expression profiling analysis in B2-kinin receptor null mice: impact of diabetes. PloS one, 7(9), e44714. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0044714
Komers, R., Xu, B., Fu, Y., McClelland, A., Kantharidis, P., Mittal, A., Cohen, H. T., & Cohen, D. M. (2014). Transcriptome-based analysis of kidney gene expression changes associated with diabetes in OVE26 mice, in the presence and absence of losartan treatment. PloS one, 9(5), e96987. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0096987
##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).
