结肠炎症通过调节肠促胰岛素系统诱导血糖水平变化

Colonic inflammation induces changes in glucose levels through modulation of incretin system.

作者信息Hubert Zatorski, Maciej Salaga, Marta Zielińska, Anna Mokrowiecka, Damian Jacenik, Wanda Małgorzata Krajewska, Ewa Małecka-Panas, Jakub Fichna
PMID34535873
发布时间2021-12
DOI10.1007/s43440-021-00327-y

实验完整度

包括小鼠结肠炎模型、人类患者样本,并通过ELISA、Western blot、qPCR等多个独立证据层级验证功能与机制。

主要模型

TNBS诱导的结肠炎小鼠模型 CD患者血清和结肠样本 健康对照血清和结肠样本

重点核对

TNBS剂量:150 mg/kg,溶于0.1 mL 30%乙醇生理盐水,直肠内给药 动物分组:每组12只雄性C57BL/6小鼠,TNBS组与对照组 检测终点:造模后第7天,空腹血糖、GLP-1、DPP IV、PC 1/3、GLP-1R水平 人类样本:CD患者和对照组各15例,检测血清和结肠样本中的GLP-1、DPP IV水平及PC 1/3、GCG mRNA表达

摘要

背景:肠促胰岛素激素胰高血糖素样肽-1(GLP-1)在克罗恩病(CD)中的作用仍知之甚少。本研究旨在探讨结肠炎是否与血糖水平变化相关,以及肠促胰岛素系统是否可能作为潜在因素参与其中。方法:我们使用2,4,6-三硝基苯磺酸(TNBS)诱导的结肠炎小鼠模型。测量了宏观和微观评分以及炎症细胞因子的表达。通过测定小鼠空腹血糖、GLP-1、二肽基肽酶IV(DPP IV)水平、前激素转化酶1/3(PC 1/3)和GLP-1受体(GLP-1R)的表达,研究了结肠炎对血糖水平的影响。我们还测量了健康对照和CD患者血清和结肠样本中GLP-1、DPP IV的水平以及胰高血糖素(GCG)和PC 1/3 mRNA的表达。结果:与对照组相比,结肠炎动物的空腹血糖水平升高。与对照组相比,结肠炎小鼠血清和结肠中的GLP-1均降低。与健康动物相比,结肠炎小鼠血清中DPP IV水平显著升高,但结肠中未升高。此外,与对照组相比,结肠炎小鼠PC 1/3和GLP-1R的表达水平升高。在人类中,健康受试者和CD患者之间的空腹血糖水平没有观察到差异。血清中GLP-1水平显著降低。有趣的是,与健康受试者相比,CD患者结肠样本中的GLP-1水平显著升高。两组间血清和结肠样本中的DPP IV水平没有观察到显著差异。结论:结肠炎期间肠促胰岛素系统的变化似乎导致血糖水平受损。肠促胰岛素水平的差异似乎受降解酶DPP-IV和PC 1/3的调节。获得的结果表明,肠促胰岛素系统可能成为治疗CD的新方法。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
结肠炎症是否导致血糖水平变化,以及肠促胰岛素系统是否参与其中?
核心机制
结肠炎可能通过损伤结肠黏膜中的L细胞,减少GLP-1的产生,并增加血清中DPP IV水平加速GLP-1降解,同时PC 1/3表达改变影响胰高血糖素原的加工,共同导致血糖调节紊乱。
主要证据
TNBS诱导的结肠炎小鼠空腹血糖升高,血清和结肠GLP-1降低,血清DPP IV升高,PC 1/3和GLP-1R表达增加;CD患者血清GLP-1降低,结肠GLP-1升高,但血糖无显著差异。
研究意义
肠促胰岛素系统可能成为CD治疗的新靶点,提供额外治疗策略,减少不良反应并改善临床结局。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

诱导结肠炎并评估炎症程度

建立结肠炎模型并确认炎症诱导成功。

对小鼠直肠内注射TNBS或溶剂对照,7天后评估宏观和微观结肠损伤,并检测促炎细胞因子TNF-α、IL-1β、IL-6的表达。

2

检测血糖水平和肠促胰岛素系统在小鼠中的变化

探究结肠炎对空腹血糖及肠促胰岛素系统的影响。

测量小鼠空腹血糖,以及血清和结肠中GLP-1、DPP IV水平,结肠中PC 1/3和GLP-1R的表达。

3

评估CD患者血糖及肠促胰岛素系统变化

验证小鼠模型中观察到的现象是否在人类CD中一致。

收集CD患者和健康对照的血清和结肠样本,测量空腹血糖、GLP-1和DPP IV水平,以及PC 1/3和GCG mRNA表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
异氟烷Baxter Healthcare Corp--
GLP-1 ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-H6025
DPP IV ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-H0058
抗TNF抗体Santa Cruz Biotechnologysc-52746
抗IL-6抗体Santa Cruz Biotechnologysc-57315
抗IL-1β抗体Santa Cruz Biotechnologysc-515598
抗PC 1/3抗体Sigma AldrichWH0005122M2
抗GLP-1R抗体Alomone LabsAGR-021
抗GAPDH抗体Merck MilliporeMAB374
ImageLab v.5.2.1Bio-Rad--
PureLink RNA迷你试剂盒Life Technologies--
第一链cDNA合成试剂盒Fermentas--
PC 1/3 TaqMan探针Life TechnologiesHs01026107_m1
GCG TaqMan探针Life TechnologiesHs01031536_m1
HPRT TaqMan探针Life TechnologiesHs01003267_m1
生物光度计Eppendorf--
Mastercycler S realplex 4Eppendorf--
蔡司Axio ImagerZeiss--
电动无绳组织研磨器Fisher Scientific--
Prism 8.0GraphPad Software Inc.--

关键环节

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
诱导结肠炎
TNBS剂量和给药方式;对照组处理;小鼠品系、性别、体重和饲养条件
阅读提示:Materials and methods - Induction of colitis
评估结肠炎严重程度
宏观和微观评分标准;组织处理(固定、包埋、切片厚度、染色)
阅读提示:Materials and methods - Evaluation of colonic damage, Microscopic score evaluation; 图1图例
检测血糖和肠促胰岛素指标
空腹血糖测量方法;ELISA试剂盒型号和灵敏度;Western blot抗体和稀释比例;mRNA检测的探针和内参
阅读提示:Materials and methods - Determination of GLP-1 and DPP IV protein level by ELISA, Determination of TNF-α, IL-1β, IL-6, PC 1/3 and GLP-1R expression by Western blotting, mRNA expression analysis; 图2和图3图例
人类样本收集
患者纳入和排除标准;分组样本量;血清和结肠样本处理条件
阅读提示:Materials and methods - Study population, blood and colon sample collection; 表1
统计分析
数据分布检验、统计检验方法、显著性阈值
阅读提示:Materials and methods - Statistics