Kristine C. McGrath

1 Școală de Științe ale Vieții, Universitatea de Tehnologie din Sydney, Broadway, NSW, Australia

Xiaohong Li

2 Centrul de management al sănătății, spitalul provincial Shandong afiliat la Universitatea Shandong, Jinan, Shandong, China

Stephen M. Twigg

3 Sydney Medical School (Central) și Charles Perkins Center, Facultatea de Medicină și Sănătate, Universitatea din Sydney, NSW, Australia

Alison K. Heather

4 Departamentul de Fiziologie, Școala de Științe Medicale Otago, Universitatea din Otago, Dunedin, Noua Zeelandă

5 Heart Otago, Universitatea din Otago, Dunedin, Noua Zeelandă

Date asociate

Toate datele relevante se găsesc în lucrare.

Abstract

fundal

Apolipoproteina-AI (apo-AI) este apolipoproteina principală care se găsește în particulele de lipoproteine ​​cu densitate mare (HDL). Am demonstrat anterior că apo-AI injectat direct în șoareci cu hrană bogată în grăsimi a îmbunătățit sensibilitatea la insulină asociată cu scăderea inflamației hepatice. În timp ce datele noastre oferă dovezi convingătoare ale conceptului, peptidele mimetice apoA-I sunt mai fezabile clinic. Scopul acestui studiu a fost de a testa dacă tratamentul cu peptidă mimetică apo-AI (D-4F și L-5F) va emula efectele apo-AI pe toată lungimea pentru a îmbunătăți sensibilitatea la insulină.

Metode

Șoarecii masculi C57BL/6 au fost hrăniți cu o dietă bogată în grăsimi timp de 16 săptămâni înainte de a primi peptidă mimetică D4F administrată prin apă potabilă sau peptidă mimetică L5F administrată prin injecție intraperitoneală săptămânal timp de cinci săptămâni. Au fost efectuate teste de toleranță la glucoză și toleranță la insulină pentru a evalua efectele peptidelor asupra rezistenței la insulină. Efectele peptidelor asupra inflamației, enzimelor gluconeogene și sinteza lipidelor au fost evaluate prin PCR în timp real a markerilor cheie implicați în căile respective.

Rezultate

Tratamentul cu peptide mimetice apo-AI D-4F și L-5F a arătat: (i) clearance-ul îmbunătățit al glicemiei (scăderea ASC de 1,40 ori mai mare comparativ cu HFD, P Fig. 1A arată cursul de creștere a greutății corporale în timpul celor 16 săptămâni de HFD cu sau fără tratament D-4F sau L-5F. După cum era de așteptat, după 16 săptămâni, greutatea corporală a crescut semnificativ la toți șoarecii cu HFD comparativ cu ND (P Fig. 1B), greutatea viscerală a grăsimilor (P Fig. 1C) și greutate subcutanată a grăsimii (P Fig 1D). Tratamentul cu peptide D-4F sau L-5F nu a redus creșterea în greutate a corpului, ficatului sau a țesutului adipos indusă de HFD.

mimetice

Greutatea corpului (A), ficatul (B), grăsimea viscerală (C) și grăsimea subcutanată (D). Rezultatele sunt medii ± SEM (n = 8-10). * P Fig 2A), totuși atât tratamentul D-4F, cât și L-5F au adus nivelurile de trigliceride înapoi la valoarea inițială. Creșterea nivelurilor de trigliceride hepatice nu a dus la trigliceride sistemic ridicate (Fig. 2B), cu toate acestea a fost asociată cu o creștere a NEFA serice cu 22 ± 13% (P Fig. 2C), efect care nu a fost blocat nici de D-4F sau L-5F.

PCR cantitativă în timp real a genelor cheie implicate în lipogeneza (A) SREBP-1c și (B) ChREBP. Nivelurile de ARNm au fost normalizate la Ubiquitin C (UBC). Rezultatele sunt medii ± SEM (n = 8-10). † P Fig. 4A și 4C). Tratamentul cu D-4F a îmbunătățit semnificativ clearance-ul glucozei în comparație cu grupul HFD, după cum se arată printr-o scădere a ASC în comparație cu HFD (P Fig. 4B și 4D). Nu s-a găsit nicio semnificație pentru ASC în grupul tratat cu L-5F (Fig. 4D).

RT-qPCR al enzimelor gluconeogene (A) PEPCK și (B) G6Pase. Nivelurile de ARNm au fost normalizate la Ubiquitin C (UBC). Rezultatele sunt medii ± SEM (n = 8-10). † P Fig 8 arată că HFD a crescut semnificativ expresia tuturor celor patru citokine (IL-1β și IFNϒ, P Fig 9). Expresia ambelor gene a fost redusă de ambele D-4F (modelul P -/- șoarece [20]. La acești șoareci, L-4F nu a reușit să îmbunătățească rezistența la insulină sau inflamația adipocitelor. Există o serie de diferențe care ar putea explica conflictul rezultatele, inclusiv forma de 4F care a fost utilizată. În studiul nostru, forma D care este stabilă pentru administrarea orală a fost utilizată în timp ce forma L a fost utilizată la șoarecii Ldlr -/- și aceasta necesită injectare. Acest lucru sugerează că pot exista diferențe în biodisponibilitatea D-4F vs L-4F/L-5F, care funcționează printr-un mecanism diferit de acțiune. O altă diferență poate fi că tulpinile de șoarece C57Bl/6 sunt mai sensibile, iar Ldlr -/- mai rezistent la apoA- Am peptide mimetice. Există dovezi că dozele utilizate la șoarecii Ldlr -/- care au suprimat cu succes inflamația au fost de 9-25 ori mai mari [21-23] decât doza utilizată în studiul Averill et al [20]. Prin urmare, studiile viitoare ar trebui să ia în considerare utilizarea mai multor modele de rezistență la insulină (genetică și dietă) pentru o mai bună caracterizare terorizează capacitatea de protecție a peptidelor mimetice apoA-I împotriva rezistenței la insulină.

Nivelurile reduse de HDL circulante și apoA-I sunt foarte frecvente la populația diabetică [24]. În timp ce investigația privind gestionarea nivelului de lipide pentru a-și înțelege impactul în evenimentele aterosclerotice (ILLUMINATE) nu a reușit să arate îmbunătățiri ale bolilor cardiovasculare, nivelurile crescute de HDL ca urmare a tratamentului cu torcetrapib au redus glucoza plasmatică, insulina și IR prin evaluarea modelului homeostatic la pacienți, sugerând creșterea nivelului de HDL poate îmbunătăți IR [24]. Mecanismele contabile pentru acțiunile HDL crescute asupra IR sunt multiple și includ acțiuni în pancreas, mușchi scheletic și ficat, așa cum am arătat noi și alții [2,25,26]. În acest studiu, îmbunătățirea indusă de D-4F a clearance-ului glucozei asociată cu suprimarea inflamației hepatice. În timp ce inflamația hepatică redusă poate sta la baza efectului sistemic al eliminării îmbunătățite a glucozei, este foarte probabil ca clearance-ul îmbunătățit al glucozei să fie un efect combinat al D-4F asupra creșterii secreției de insulină din celulele β pancreatice [27], creșterea absorbției glucozei de către mușchiul scheletic celule [28], scăderea răspunsurilor inflamatorii în endoteliul coronarian [29] și țesutul adipos [30], precum și scăderea inflamației hepatice raportate aici.

Pe scurt, constatările noastre pentru peptidele mimetice apoA-I se adaugă la dovezile în creștere care susțin o relație puternică între tratamentele apoA-I și HDL și inflamația redusă, rezistența la insulină și diabetul de tip 2 la modelele de șoarece. Cercetări suplimentare sunt acum justificate pentru a dezvolta cea mai bună abordare pentru direcționarea terapiilor pe bază de HDL pentru a preveni sau trata rezistența la insulină.

Declarație de finanțare

Această lucrare a fost susținută de schema postdoctorală de cercetare postdoctorală a cancelarului din Sydney (autor KM) și de Diabetes of Australia Research Trust (autorii KM, ST, AH). Finanțatorii nu au avut niciun rol în proiectarea studiului, colectarea și analiza datelor, decizia de publicare sau pregătirea manuscrisului.