胰岛素对乳酸代谢的影响
评估胰岛素对乳酸生成和消耗的影响
对禁食小鼠注射胰岛素或进行高胰岛素-正葡萄糖钳夹,结合13C-乳酸示踪检测乳酸浓度、生成和氧化通量。
Lactate homeostasis is maintained through regulation of glycolysis and lipolysis
涉及小鼠体内代谢实验、稳定同位素示踪、基因敲除模型、离体肌纤维实验和数学模型,包含功能验证和机制验证。
C57BL/6N小鼠 HCAR1基因敲除小鼠 小鼠离体肌纤维
胰岛素输注剂量:1.25或2.5 mU min−1 (kg body weight)−1 乳酸输注剂量:130 nmol min−1 (g body weight)−1 HCAR1激动剂剂量:100 mg (kg body weight)−1 离体肌纤维乳酸浓度:20 mM,胰岛素浓度:10 nM 高胰岛素-正葡萄糖钳夹技术
提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。
按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。
评估胰岛素对乳酸生成和消耗的影响
对禁食小鼠注射胰岛素或进行高胰岛素-正葡萄糖钳夹,结合13C-乳酸示踪检测乳酸浓度、生成和氧化通量。
验证脂肪酸是否与乳酸竞争性氧化
在胰岛素钳夹期间输注脂肪乳剂(Intralipid)以恢复脂肪酸水平,检测乳酸氧化通量变化。
验证乳酸通过HCAR1抑制脂肪分解从而促进乳酸消耗
对HCAR1敲除和野生型小鼠输注乳酸或注射HCAR1激动剂,检测循环脂肪酸水平和乳酸氧化。
验证乳酸是否通过抑制肌肉胰岛素信号来减少自身生成
在胰岛素钳夹期间输注乳酸,检测葡萄糖处置、乳酸生成、肌肉胰岛素信号通路和GLUT4转位。
整合实验发现的调节机制,构建数学模型并测试其稳定性
建立葡萄糖-乳酸-脂肪酸-胰岛素的动态模型,模拟胰岛素注射和钳夹反应,并评估参数扰动和基因敲除的影响。
按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。
| 实验环节 | 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|---|
| 动物实验 | C57BL/6N小鼠 | Charles River Laboratories | C57BL/6 |
| HCAR1基因敲除小鼠 | -- | HCAR1 KO | |
| 胰岛素注射 | 优泌林R | Eli Lilly | Cat#R U-100 |
| 胰岛素钳夹 | 英脱利匹特 | Sigma | Cat#I141 |
| HCAR1激动剂注射 | HCAR1激动剂HY-135982 | MedChemExpress | HY-135982 |
| 代谢物测量 | 罗氏血糖仪 | Roche | Cat#06351557018 |
| 乳酸仪 | Nova Biomedical | Cat#ALP10110 | |
| 脂肪酸测量 | 游离脂肪酸检测试剂盒 | Abcam | ab65341 |
| 胰岛素测量 | 超敏小鼠胰岛素ELISA试剂盒 | Crystal Chem | 90080 |
| LC-MS代谢物分析 | Vanquish Horizon超高效液相色谱系统 | Thermo Scientific | -- |
| Orbitrap Exploris 480质谱仪 | Thermo Scientific | -- | |
| 脂质LC-MS分析 | Q Exactive Plus质谱仪 | Thermo Scientific | -- |
| LC-MS分析 | XBridge BEH Amide XP色谱柱 | Waters | -- |
| 脂质LC-MS分析 | Poroshell 120 EC-C18色谱柱 | Agilent | -- |
| 组织处理 | 冷冻研磨仪 | Retsch | -- |
| GLUT4转位实验 | pLenti-myc-GLUT4-mCherry质粒 | Addgene | 64049 |
| Lipofectamine 3000转染试剂 | Invitrogen | L3000015 | |
| 免疫印迹 | Pierce BCA蛋白测定试剂盒 | Thermo Fisher | -- |
| 抗磷酸化胰岛素受体抗体 | Cell Signaling Technology | 3024 | |
| 抗磷酸化PI3K p85抗体 | Cell Signaling Technology | 4228 | |
| 抗磷酸化Akt抗体 | Cell Signaling Technology | 4060 | |
| 抗Akt抗体 | Cell Signaling Technology | 4691 | |
| 抗磷酸化S6抗体 | Cell Signaling Technology | 4858 | |
| 抗Vinculin抗体 | Cell Signaling Technology | 13901 | |
| 山羊抗兔IgG HRP标记二抗 | MilliporeSigma | 12348 | |
| 葡萄糖利用测定 | 2-脱氧-D-[1-13C]葡萄糖 | Cambridge Isotope Laboratories | -- |
| 同位素示踪 | L-[U-13C]乳酸钠 | Cambridge Isotope Laboratories | CLM-1579 |
| D-葡萄糖(U-13C6, 99%) | Cambridge Isotope Laboratories | CLM-1396 | |
| L-丙氨酸(13C3, 99%; 15N, 99%) | Cambridge Isotope Laboratories | CNLM-534 | |
| L-谷氨酰胺(13C5, 99%; 15N2, 99%) | Cambridge Isotope Laboratories | CNLM-1275 | |
| 甘油(13C3, 99%) | Cambridge Isotope Laboratories | CLM-1510 | |
| 亚油酸(U-13C18, 98%) | Cambridge Isotope Laboratories | CLM-8835 | |
| 油酸钠盐(U-13C18, 98%) | Cambridge Isotope Laboratories | CLM-8763 | |
| 棕榈酸钠(U-13C16, 98%+) | Cambridge Isotope Laboratories | CLM-6059 | |
| 细胞培养 | DMEM培养基 | -- | -- |
| GLUT4转位实验 | Myc标签兔单克隆抗体 | Cell Signaling Technology | 2278 |
| Alexa Fluor 488抗兔二抗 | Invitrogen | A11034 | |
| 代谢通路测定 | ProteoWizard软件 | -- | -- |
| El-MAVEN软件 | -- | -- | |
| AccuCor2软件 | -- | -- | |
| 统计分析 | GraphPad Prism软件 | -- | -- |
| 间接测热法 | Promethion间接测热仪 | Sable Systems International | -- |
汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。
| 环节 | 核对要点 |
|---|---|
| 动物实验 | 小鼠品系:C57BL/6N,年龄10-14周,雄性;饲养环境:温度、光照周期、饮食 阅读提示:STAR METHODS - Animals |
| 胰岛素注射 | 胰岛素剂量:0.5或0.1 U (kg body weight)−1;给药途径:静脉注射 阅读提示:STAR METHODS - Insulin tolerance test |
| 高胰岛素-正葡萄糖钳夹 | 胰岛素输注速率:1.25或2.5 mU min−1 (kg body weight)−1;葡萄糖输注以维持血糖120-130 mg/dL 阅读提示:STAR METHODS - Hyperinsulinemic-euglycemic clamp |
| 乳酸输注 | 乳酸输注速率:130 nmol min−1 (g body weight)−1;使用5% (w/w) sodium-L-lactate 阅读提示:STAR METHODS - Hyperinsulinemic-euglycemic clamp |
| HCAR1激动剂注射 | HCAR1激动剂剂量:100 mg (kg body weight)−1;给药途径:腹腔注射 阅读提示:STAR METHODS - HCAR1 (GPR81) agonist injection |
| 离体肌纤维实验 | 肌纤维来源:FDB肌肉;乳酸浓度:20 mM;丙酮酸盐浓度:2 mM;胰岛素浓度:10 nM;预处理时间:15分钟 阅读提示:STAR METHODS - Ex vivo GLUT4 translocation assay |