Rola mitochondrialnego peptydu MOTS-c w funkcjonowaniu trzustki i tkanki tłuszczowej
Type
Project
Date Issued
2019
Author
Discipline
animal science and fisheries
veterinary science
Abstract (PL)
Celem projektu jest poznanie roli jaką odgrywa mitochondrialny peptyd MOTS-c w funkcjonowaniu trzustki i tkanki tłuszczowej. Przy obecnym stanie wiedzy jego znaczenie i właściwości pozostają, w kontekście dwóch wymienionych wyżej tkanek, zupełnie nieznane. Peptyd ten został odkryty trzy lata temu, w roku 2015, i od samego początku wykazano jego znaczenie w metabolizmie węglowodanów i tłuszczy. Stwierdzono także, że działając obwodowo jest on zdolny uwrażliwiać tkanki takie jak mięśnie poprzecznie prążkowane na działanie insuliny jak i zapobiegać otyłości u myszy. Co ciekawe przypuszcza się, że może on odgrywać także ważną rolę w cyklu komórkowym przyczyniając się do długowieczności. W tej sytuacji naturalną staje się chęć bliższego poznania jego znaczenia i funkcji w trzustce oraz w tkance tłuszczowej. Peptyd ten kodowany w mitochondrialnym DNA ssaków staje się zatem białkiem odgrywającym potencjalnie ważną rolę w nękających współczesne społeczeństwa chorobach cywilizacyjnych takich jak cukrzyca typu drugiego czy otyłość. Skomplikowanie etiologii tych schorzeń nie daje szans na ich łatwe i szybkie leczenie, a najważniejszą rolę w terapii odgrywa ciągle profilaktyka. Dzieje się tak między innymi dlatego, że jak wspomniano, choroby te mają bardzo złożone przyczyny, których mechanizmów nadal w wielu przypadkach nie poznano. Już sam fakt odkrywania coraz to nowych peptydów uzmysławia, jak wiele jeszcze pracy trzeba włożyć w samo poznanie ich funkcji w organizmie, zanim zdołamy uzyskać dzięki tej wiedzy efekty terapeutyczne. Badania nad MOTS-c wydają się zatem dobrze wpisywać we współczesne potrzeby i mogą przynieść wyniki dające nadzieję na skuteczniejszą walkę z cukrzycą lub otyłością. Badania w projekcie realizowane będą na dwóch modelach dotyczących trzustki i tkanki tłuszczowej. Będą to komórki alfa i beta ustalonych linii hodowane in vitro pochodzące z wysp trzustkowych i produkujące glukagon i insulinę oraz adipocyty produkujące hormony charakterystyczne dla tkanki tłuszczowej takie jak leptyna i adiponektyna. Jako drugi model zostaną użyte izolowane z trzustki zwierząt doświadczalnych wyspy trzustkowe oraz izolowane bezpośrednio z tkanki tłuszczowej adipocyty. W tym etapie badań planuje się pozyskanie tkanek od szczurów i świń. Ma to związek z różną budową anatomiczną trzustki i inną kompozycją samych wysp u tych gatunków i przez to potencjalnie innymi wynikami jakie można uzyskać. Należy wspomnieć, że modelem trzustki anatomicznie bliższym człowiekowi jest świnia, niemniej nadal bardziej rozpowszechnionym w literaturze pozostaje szczur. Badania będą dotyczyć, po pierwsze, lokalizacji peptydu MOTS-c w trzustce i tkance tłuszczowej, i o ile się ona potwierdzi, wpływu jaki wywierają na jego wydzielanie hormony trzustki takie jak insulina i glukagon oraz hormony tkanki tłuszczowej takie jak leptyna i adiponektyna. Po drugie, wpływu samego peptydu MOTS-c na wydzielanie wspomnianych hormonów oraz wpływu MOTS-c na przeżywalność i namnażanie się komórek endokrynnych trzustki i tkanki tłuszczowej. Na zakończenie planuje się określić podstawowe szlaki wewnątrzkomórkowe, które aktywuje MOTS-c wywołując swoje efekty fizjologiczne. Wszystkie te aspekty mają istotne znaczenie w lepszym poznaniu mechanizmów homeostazy energetycznej i co za tym idzie podłoża oraz przebiegu cukrzycy jak i otyłości.
Abstract (EN)
The aim of the project is to understand the role of the mitochondrial MOTS-c peptide in the functioning of the pancreas and adipose tissue. With the current state of knowledge, its meaning and properties remain, in the context of the two above-mentioned tissues, completely unknown. This peptide was discovered three years ago, in 2015, and from the very beginning it has been shown to be important in the metabolism of carbohydrates and fats. It was also found that by peripherally acting it is able to sensitize tissues such as skeletal muscles to insulin and to prevent obesity in mice. Interestingly, it is believed that it can also play an important role in the cell cycle, contributing to longevity. In this situation, the willingness to learn more about its meaning and function in the pancreas and in adipose tissue becomes natural. This peptide, encoded in mammalian mitochondrial DNA, thus becomes a potentially important protein in modern civilization diseases such as second type diabetes or obesity. The complicated etiology of these diseases does not give them a chance for their easy and quick treatment, and the most important role in therapy is played by prevention. This happens, among others, because these diseases have very complex causes, the mechanisms of which are still not known in many cases. The very fact of discovering more and more new peptides makes us realize how much work still needs to be done in getting to know their function in the organism before we can get therapeutic effects thanks to this knowledge. Research on the MOTS-c therefore seems to fit well into today's needs and can produce results that give hope for a more effective treatment against diabetes or obesity. Research in the project will be carried out on two models related to the pancreas and adipose tissue. These will be alpha and beta cells of established lines grown in vitro from the pancreas islets producing glucagon and insulin, and adipocytes that produce hormones characteristic of adipose tissue such as leptin and adiponectin. The second model will be used pancreatic islets isolated from experimental animals and adipocytes isolated directly from adipose tissue. At this stage of the research, it is planned to obtain tissues from rats and pigs. This is related to the different anatomical structure of the pancreas and the islets themselves in these species and therefore potentially different results that can be obtained. It should be mentioned that the model of the pancreas anatomically closer to a human is represented by a pig, however a rat remains still more widespread in the literature. The research will concern, firstly, the location of the MOTS-c peptide in the pancreas and adipose tissue, and if it is confirmed, the effect of pancreatic hormones such as insulin and glucagon and adipose tissue hormones such as leptin and adiponectin on its secretion. Second, the effect of MOTS-c peptide itself on the secretion of these hormones and the effect of MOTS-c on the survival and proliferation of endocrine cells of the pancreas and adipose tissue. At the end, it is planned to determine the basic intracellular pathways that activate MOTS-c causing its physiological effects. All these aspects are important in better understanding the mechanisms of energy homeostasis and, consequently, the origin and the course of diabetes and obesity.
Subject (pl)