Rola adropiny w regulacji funkcji adipocytów oraz komórek alfa i beta wysp trzustkowych
Type
Project
Date Issued
2017
Author
Discipline
animal science and fisheries
veterinary science
Abstract (PL)
Cel prowadzonych badań/hipoteza badawcza
Adropina jest nowopoznanym hormonem peptydowym produkowanym głównie w wątrobie i
mózgu. Dane literaturowe wskazują, że adropina przeciwdziała insulinooporności oraz
wykazuje pozytywny wpływ na metabolizm lipidowo-węglowodanowy u zwierząt z
eksperymentalnie wywołaną otyłością. Niedobór adropiny został powiązany z występowaniem
większego ryzyka otyłości i oporności na insulinę.
Wiadomo, że otyłość oraz wynikające z tego stanu nieprawidłowości związane są z
zaburzeniami funkcjonowania tkanki tłuszczowej oraz komórek alfa i beta wysp trzustkowych.
Nieznany pozostaje wpływ adropiny na różnicowanie oraz funkcje białej i brunatnej tkanki
tłuszczowej, brakuje też danych literaturowych na temat wpływu adropiny na biologię komórek
alfa i beta wysp trzustkowych.
Celem tego projektu jest określenie wpływu adropiny na białą i brunatną adipogenezę oraz
funkcjonowanie zróżnicowanych komórek tłuszczowych. Dodatkowo zostanie zbadany udział
tego peptydu w regulacji funkcji endokrynnych, proliferacji oraz śmierci komórek alfa i beta.
W badaniach przewiduje się również identyfikację wewnątrzkomórkowych mechanizmów
odpowiedzialnych za efekty adropiny na adipocyty oraz komórki alfa i beta. Kolejnym celem
projektu jest scharakteryzowanie wpływu adropiny na insulinowrażliwość, tolerancję glukozy,
funkcjonowanie i kompozycję tkanki tłuszczowej oraz wysp trzustkowych in vivo w mysim
modelu cukrzycy typu 2. Bazując na danych literaturowych oraz naszych wstępnych wynikach
stawiamy hipotezę, że adropina wpływa na funkcję tkanki tłuszczowej oraz komórek
endokrynnych wysp trzustkowych.
Zastosowana metoda badawcza/metodyka
W celu określenia wpływu adropiny na biologię adipocytów, wykorzystane zostaną mysie białe
preadipocyty linii 3T3-L1, ludzkie białe preadipocyty SGBS oraz pierwotne białe i brunatne
preadipocyty izolowane od szczurów szczepu Wistar Część eksperymentów zostanie
przeprowadzona na zróżnicowanych adipocytach. Wpływ na proliferację i apoptozę zostanie
określony przy pomocy specyficznych testów. Efekt różnicowania pod wpływem adropiny
będzie scharakteryzowany na podstawie zmian morfologicznych, akumulacji triacyloglicerolu
oraz ekspresji markerów białej i brunatnej adipogenezy. Ekspresja genów zostanie określona
przy pomocy techniki PCR oraz Western Blot. Wpływ adropiny na transport, glukozy, lipolizę,
lipogenezę oraz produkcję i sekrecję hormonów będzie zbadany przy użyciu testów
kolorymetrycznych immunologicznych i znakowanej glukozy.
W celu poznania udziału adropiny w regulacji funkcji komórek alfa i beta wykorzystane
zostaną linia komórek beta INS-1E oraz izolowane wyspy trzustkowe szczura. Specyficzne i
dostępne testy użyte będą do określenia wpływu adropiny na proliferację apoptozę oraz
sekrecję insuliny i glukagonu. Technika Western blot, testy Elisa, siRNA oraz inhibitory
farmakologiczne zostaną wykorzystane do poznania mechanizmów odpowiedzialnych za
wpływ adropiny na adipocyty oraz komórki endokrynne wysp trzustkowych. Myszy z
eksperymentalnie wywołaną cukrzycą typu 2 (indukowaną przez połączenie diety
wysokotłuszczowej oraz podanie streptozotocyny) posłużą do poznania wpływu adropiny na
insulinowrażliwość, biologię tkanki tłuszczowej oraz wysp trzustkowych in vivo.
Wpływ spodziewanych rezultatów na rozwój nauki, cywilizacji, społeczeństwa
Uzyskane wyniki powinny odpowiedzieć na pytania na temat udziału adropiny w brunatnej i
białej adipogenezie. Pozwolą one na scharakteryzowanie wpływu tego peptydu na metabolizm
i funkcje endokrynne zróżnicowanych adipocytów. Przyczynią się również do poznania roli
adropiny w biologii komórka alfa i beta wysp trzustkowych. Doświadczenie in vivo udzieli
odpowiedzi na pytanie na temat wpływu badanego peptydu na tkankę tłuszczową oraz komórki
alfa i beta wysp trzustkowych w mysim modelu cukrzycy typu 2. Wierzymy, że uzyskane
podczas tego projektu wyniki przyczynią się do dalszych badań nad adropiną w kontekście jej
zastosowania w terapii otyłości oraz nieprawidłowości z nią związanych takich jak cukrzyca
typu 2.
Adropina jest nowopoznanym hormonem peptydowym produkowanym głównie w wątrobie i
mózgu. Dane literaturowe wskazują, że adropina przeciwdziała insulinooporności oraz
wykazuje pozytywny wpływ na metabolizm lipidowo-węglowodanowy u zwierząt z
eksperymentalnie wywołaną otyłością. Niedobór adropiny został powiązany z występowaniem
większego ryzyka otyłości i oporności na insulinę.
Wiadomo, że otyłość oraz wynikające z tego stanu nieprawidłowości związane są z
zaburzeniami funkcjonowania tkanki tłuszczowej oraz komórek alfa i beta wysp trzustkowych.
Nieznany pozostaje wpływ adropiny na różnicowanie oraz funkcje białej i brunatnej tkanki
tłuszczowej, brakuje też danych literaturowych na temat wpływu adropiny na biologię komórek
alfa i beta wysp trzustkowych.
Celem tego projektu jest określenie wpływu adropiny na białą i brunatną adipogenezę oraz
funkcjonowanie zróżnicowanych komórek tłuszczowych. Dodatkowo zostanie zbadany udział
tego peptydu w regulacji funkcji endokrynnych, proliferacji oraz śmierci komórek alfa i beta.
W badaniach przewiduje się również identyfikację wewnątrzkomórkowych mechanizmów
odpowiedzialnych za efekty adropiny na adipocyty oraz komórki alfa i beta. Kolejnym celem
projektu jest scharakteryzowanie wpływu adropiny na insulinowrażliwość, tolerancję glukozy,
funkcjonowanie i kompozycję tkanki tłuszczowej oraz wysp trzustkowych in vivo w mysim
modelu cukrzycy typu 2. Bazując na danych literaturowych oraz naszych wstępnych wynikach
stawiamy hipotezę, że adropina wpływa na funkcję tkanki tłuszczowej oraz komórek
endokrynnych wysp trzustkowych.
Zastosowana metoda badawcza/metodyka
W celu określenia wpływu adropiny na biologię adipocytów, wykorzystane zostaną mysie białe
preadipocyty linii 3T3-L1, ludzkie białe preadipocyty SGBS oraz pierwotne białe i brunatne
preadipocyty izolowane od szczurów szczepu Wistar Część eksperymentów zostanie
przeprowadzona na zróżnicowanych adipocytach. Wpływ na proliferację i apoptozę zostanie
określony przy pomocy specyficznych testów. Efekt różnicowania pod wpływem adropiny
będzie scharakteryzowany na podstawie zmian morfologicznych, akumulacji triacyloglicerolu
oraz ekspresji markerów białej i brunatnej adipogenezy. Ekspresja genów zostanie określona
przy pomocy techniki PCR oraz Western Blot. Wpływ adropiny na transport, glukozy, lipolizę,
lipogenezę oraz produkcję i sekrecję hormonów będzie zbadany przy użyciu testów
kolorymetrycznych immunologicznych i znakowanej glukozy.
W celu poznania udziału adropiny w regulacji funkcji komórek alfa i beta wykorzystane
zostaną linia komórek beta INS-1E oraz izolowane wyspy trzustkowe szczura. Specyficzne i
dostępne testy użyte będą do określenia wpływu adropiny na proliferację apoptozę oraz
sekrecję insuliny i glukagonu. Technika Western blot, testy Elisa, siRNA oraz inhibitory
farmakologiczne zostaną wykorzystane do poznania mechanizmów odpowiedzialnych za
wpływ adropiny na adipocyty oraz komórki endokrynne wysp trzustkowych. Myszy z
eksperymentalnie wywołaną cukrzycą typu 2 (indukowaną przez połączenie diety
wysokotłuszczowej oraz podanie streptozotocyny) posłużą do poznania wpływu adropiny na
insulinowrażliwość, biologię tkanki tłuszczowej oraz wysp trzustkowych in vivo.
Wpływ spodziewanych rezultatów na rozwój nauki, cywilizacji, społeczeństwa
Uzyskane wyniki powinny odpowiedzieć na pytania na temat udziału adropiny w brunatnej i
białej adipogenezie. Pozwolą one na scharakteryzowanie wpływu tego peptydu na metabolizm
i funkcje endokrynne zróżnicowanych adipocytów. Przyczynią się również do poznania roli
adropiny w biologii komórka alfa i beta wysp trzustkowych. Doświadczenie in vivo udzieli
odpowiedzi na pytanie na temat wpływu badanego peptydu na tkankę tłuszczową oraz komórki
alfa i beta wysp trzustkowych w mysim modelu cukrzycy typu 2. Wierzymy, że uzyskane
podczas tego projektu wyniki przyczynią się do dalszych badań nad adropiną w kontekście jej
zastosowania w terapii otyłości oraz nieprawidłowości z nią związanych takich jak cukrzyca
typu 2.
Abstract (EN)
Research project objectives/ Research hypothesis
Adropin is a peptide hormone which is produced mainly in the liver and brain. Literature data indicate
that adropin improves insulin resistance as well as carbohydrates and lipid metabolism in animals with
experimentally induced obesity. By contrast, adropin deficiency was implicated in higher risk of
obesity and insulin resistance. It is well documented that obesity and obesity-associated diseases such
as insulin resistance or type 2 diabetes mellitus are related to dysfunction of adipose tissue and
pancreatic alpha and beta cells. Interestingly, the role of adropin in controlling white and brown
adipogenesis and mature adipocytes functions is unknown. Furthermore, the influence of adropin on
pancreatic alpha and beta cells has been not yet elucidated. Therefore, the aim of this project is
characterization of the effects of adropin on biology of white and brown adipocytes including
adipogenesis and functions of mature fat cells. Moreover, the role of adropin in controlling
proliferation, apoptosis and endocrine activates of pancreatic alpha and beta cells will be investigated.
In addition, the influence of adropin on insulin sensitivity, glucose tolerance and composition and
functions of adipose tissue and pancreatic islets will be investigated using mouse model of type 2
diabetes mellitus. Based on literature data and our preliminary studies we hypothesize that adropin
modulates adipocytes and endocrine cells functions.
Research project methodology
To study the role of adropin in adipocytes biology we will utilize mouse white 3T3-L1 preadipocytes,
human white SGBS adipocytes as well as white and brown rat primary adipocytes. The effects of
adropin on proliferation and apoptosis will be investigated using specific colorimetric tests. The
influence on adipogenesis will be investigated by evaluating cell morphology, lipid accumulations and
expression of adipogenic markers. Gene expression will be studied using real time PCR and Western
blot. The effects of adropin on glucose uptake, lipolysis, production and expression of adipokines will
be assessed using specific tests and labeled glucose. To investigate the role of adropin in controlling
pancreatic alpha and beta cell functions rat insulin producing INS-1E cells and isolated pancreatic
islets will be used. Specific testes will be used to study the effects of adropin cell growth and death as
well as insulin and glucagon secretion. Western blotting, Elisa tests, siRNA and specific
pharmacological inhibitors will be utilized in order to investigate intracellular mechanisms conferring
the effects of adropin on tested cells. Mice with experimentally induced type 2 diabetes mellitus
(combination of high fat diet and streptozotocin administration) will be used to study the effects of
adropin on glucose tolerance, insulin sensitivity, functions and composition of adipose tissue and
pancreatic islets cells in vivo.
Expected impact of the research project on the development of science, civilization and society
The results of this project should answer the questions about the role of adropin in controlling brown
and white adipogenesis. Furthermore, the results of the project will characterize the effects of adropin
on metabolism and endocrine activities of mature adipocytes. The results of this project should reveal
whether adropin modulates biology of pancreatic islets and beta cells. In vivo experiment will answer
the question about the role effects of adropin on adipose tissue and pancreatic alpha and beta cells in
mouse model of type 2 diabetes mellitus. We believe that the results of this project will improve our
understanding of adropin functions and its potential role in the therapy of obesity and obesity-related
diseases such as type 2 diabetes mellitus.
Adropin is a peptide hormone which is produced mainly in the liver and brain. Literature data indicate
that adropin improves insulin resistance as well as carbohydrates and lipid metabolism in animals with
experimentally induced obesity. By contrast, adropin deficiency was implicated in higher risk of
obesity and insulin resistance. It is well documented that obesity and obesity-associated diseases such
as insulin resistance or type 2 diabetes mellitus are related to dysfunction of adipose tissue and
pancreatic alpha and beta cells. Interestingly, the role of adropin in controlling white and brown
adipogenesis and mature adipocytes functions is unknown. Furthermore, the influence of adropin on
pancreatic alpha and beta cells has been not yet elucidated. Therefore, the aim of this project is
characterization of the effects of adropin on biology of white and brown adipocytes including
adipogenesis and functions of mature fat cells. Moreover, the role of adropin in controlling
proliferation, apoptosis and endocrine activates of pancreatic alpha and beta cells will be investigated.
In addition, the influence of adropin on insulin sensitivity, glucose tolerance and composition and
functions of adipose tissue and pancreatic islets will be investigated using mouse model of type 2
diabetes mellitus. Based on literature data and our preliminary studies we hypothesize that adropin
modulates adipocytes and endocrine cells functions.
Research project methodology
To study the role of adropin in adipocytes biology we will utilize mouse white 3T3-L1 preadipocytes,
human white SGBS adipocytes as well as white and brown rat primary adipocytes. The effects of
adropin on proliferation and apoptosis will be investigated using specific colorimetric tests. The
influence on adipogenesis will be investigated by evaluating cell morphology, lipid accumulations and
expression of adipogenic markers. Gene expression will be studied using real time PCR and Western
blot. The effects of adropin on glucose uptake, lipolysis, production and expression of adipokines will
be assessed using specific tests and labeled glucose. To investigate the role of adropin in controlling
pancreatic alpha and beta cell functions rat insulin producing INS-1E cells and isolated pancreatic
islets will be used. Specific testes will be used to study the effects of adropin cell growth and death as
well as insulin and glucagon secretion. Western blotting, Elisa tests, siRNA and specific
pharmacological inhibitors will be utilized in order to investigate intracellular mechanisms conferring
the effects of adropin on tested cells. Mice with experimentally induced type 2 diabetes mellitus
(combination of high fat diet and streptozotocin administration) will be used to study the effects of
adropin on glucose tolerance, insulin sensitivity, functions and composition of adipose tissue and
pancreatic islets cells in vivo.
Expected impact of the research project on the development of science, civilization and society
The results of this project should answer the questions about the role of adropin in controlling brown
and white adipogenesis. Furthermore, the results of the project will characterize the effects of adropin
on metabolism and endocrine activities of mature adipocytes. The results of this project should reveal
whether adropin modulates biology of pancreatic islets and beta cells. In vivo experiment will answer
the question about the role effects of adropin on adipose tissue and pancreatic alpha and beta cells in
mouse model of type 2 diabetes mellitus. We believe that the results of this project will improve our
understanding of adropin functions and its potential role in the therapy of obesity and obesity-related
diseases such as type 2 diabetes mellitus.
Subject (pl)