Name: assessing whole-body lipid-handling capacity in mice
Uploaded: 2020-11-24T14:00:00
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Questo lavoro è supportato dal National Institutes of Health (NIH), grant R00-DK114498, e dal Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti (USDA), grant CRIS: 3092-51000-062 a Y. Z.

Gli animali sono alloggiati in condizioni standardizzate seguendo la cura degli animali e protocolli sperimentali approvati dall'Institutional Animal Care and Use Committee del Baylor College of Medicine (BCM). Gli animali sono nutriti con una dieta standard o speciale, acqua ad libitum, e tenuti con un ciclo giorno / notte di 12 ore.
1. Misurazione dei lipidi sierici a digiuno
<ol><li>Trasferisci i topi in una nuova gabbia dopo le 17:00 e velocemente con libero accesso all'acqua, durante la...

<ol>
	<li>Dixon, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+chylomicron+uptake+into+lacteals.">Mechanisms of chylomicron uptake into lacteals.</a> Annals of the New York Academy of Sciences. 1207, 52-57 (2010).</li><li>Nuno, J., de Oya, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lipoprotein+lipase:+review.">Lipoprotein lipase: review.</a> Revista Cl&#237;nica Espa&#241;ola. 170 (3-4), 83-87 (1983).</li><li>Williams, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+processes+that+handle+--+and+mishandle+--+dietary+lipids.">Molecular processes that handle -- and mishandle -- dietary lipids.</a> Journal of Clinical Investigation. 118 (10), 3247-3259 (2008).</li><li>Burla, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MS-based+lipidomics+of+human+blood+plasma:+a+community-initiated+position+paper+to+develop+accepted+guidelines.">MS-based lipidomics of human blood plasma: a community-initiated position paper to develop accepted guidelines.</a> Journal of Lipid Research. 59 (10), 2001-2017 (2018).</li><li>Umpleby, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hormone+measurement+guidelines:+Tracing+lipid+metabolism:+the+value+of+stable+isotopes.">Hormone measurement guidelines: Tracing lipid metabolism: the value of stable isotopes.</a> Journal of Endocrinology. 226 (3), 1-10 (2015).</li><li>Mitchell, B. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+paired+sibling+analysis+of+the+beta-3+adrenergic+receptor+and+obesity+in+Mexican+Americans.">A paired sibling analysis of the beta-3 adrenergic receptor and obesity in Mexican Americans.</a> Journal of Clinical Investigation. 101 (3), 584-587 (1998).</li><li>Mahoney, L. B., Denny, C. A., Seyfried, T. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Caloric+restriction+in+C57BL/6J+mice+mimics+therapeutic+fasting+in+humans.">Caloric restriction in C57BL/6J mice mimics therapeutic fasting in humans.</a> Lipids in Health and Disease. 5, 13 (2006).</li><li>Hayek, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dietary+fat+increases+high+density+lipoprotein+(HDL)+levels+both+by+increasing+the+transport+rates+and+decreasing+the+fractional+catabolic+rates+of+HDL+cholesterol+ester+and+apolipoprotein+(Apo)+A-I.+Presentation+of+a+new+animal+model+and+mechanistic+studies+in+human+Apo+A-I+transgenic+and+control+mice.">Dietary fat increases high density lipoprotein (HDL) levels both by increasing the transport rates and decreasing the fractional catabolic rates of HDL cholesterol ester and apolipoprotein (Apo) A-I. Presentation of a new animal model and mechanistic studies in human Apo A-I transgenic and control mice.</a> Journal of Clinical Investigation. 91 (4), 1665-1671 (1993).</li><li>Hogarth, C. A., Roy, A., Ebert, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genomic+evidence+for+the+absence+of+a+functional+cholesteryl+ester+transfer+protein+gene+in+mice+and+rats.">Genomic evidence for the absence of a functional cholesteryl ester transfer protein gene in mice and rats.</a> Comparative Biochemistry and Physiology - Part B: Biochemistry &amp; Molecular Biology. 135 (2), 219-229 (2003).</li><li>Tall, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functions+of+cholesterol+ester+transfer+protein+and+relationship+to+coronary+artery+disease+risk.">Functions of cholesterol ester transfer protein and relationship to coronary artery disease risk.</a> Journal of Clinical Lipidology. 4 (5), 389-393 (2010).</li><li>Singh, A. K., Singh, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Triglyceride+and+cardiovascular+risk:+A+critical+appraisal.">Triglyceride and cardiovascular risk: A critical appraisal.</a> Indian Journal of Endocrinology and Metabolism. 20 (4), 418-428 (2016).</li><li>Miller, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Triglycerides+and+cardiovascular+disease:+a+scientific+statement+from+the+American+Heart+Association.">Triglycerides and cardiovascular disease: a scientific statement from the American Heart Association.</a> Circulation. 123 (20), 2292-2333 (2011).</li><li>Dron, J. S., Hegele, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetics+of+Hypertriglyceridemia.">Genetics of Hypertriglyceridemia.</a> Frontiers in Endocrinology (Lausanne). 11, 455 (2020).</li><li>Dole, V. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+relation+between+non-esterified+fatty+acids+in+plasma+and+the+metabolism+of+glucose.">A relation between non-esterified fatty acids in plasma and the metabolism of glucose.</a> Journal of Clinical Investigation. 35 (2), 150-154 (1956).</li><li>Bartelt, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brown+adipose+tissue+activity+controls+triglyceride+clearance.">Brown adipose tissue activity controls triglyceride clearance.</a> Nature Medicine. 17 (2), 200-205 (2011).</li><li>de Souza, C. J., Burkey, B. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Beta+3-adrenoceptor+agonists+as+anti-diabetic+and+anti-obesity+drugs+in+humans.">Beta 3-adrenoceptor agonists as anti-diabetic and anti-obesity drugs in humans.</a> Current Pharmaceutical Design. 7 (14), 1433-1449 (2001).</li><li>Braun, K., Oeckl, J., Westermeier, J., Li, Y., Klingenspor, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-adrenergic+control+of+lipolysis+and+thermogenesis+in+adipose+tissues.">Non-adrenergic control of lipolysis and thermogenesis in adipose tissues.</a> Journal of Experimental Biology. 221, (2018).</li></ol>

I tre saggi descritti funzionano in modo robusto in laboratorio, con alcune considerazioni critiche. Il digiuno notturno è necessario per determinare i livelli di lipidi sierici a digiuno e il test di tolleranza intralipidica orale. Per il test di tolleranza intralipide orale, è fondamentale far girare il sangue a temperatura ambiente per ridurre al minimo la formazione di uno strato di grasso, specialmente nei punti temporali di 1 e 2 ore; è importante non scartare questo strato di grasso se si forma. Assicurarsi di ...

Carboidrati e lipidi sono due substrati principali per il metabolismo energetico. Il metabolismo lipidico aberrante provoca molte malattie umane, tra cui il diabete di tipo II, le malattie cardiovascolari, le malattie del fegato grasso e i tumori. I lipidi alimentari, principalmente trigliceridi, vengono assorbiti attraverso l'intestino nel sistema linfatico ed entrano nella circolazione venosa nei chilomicroni vicino al cuore1. I lipidi sono trasportati da particelle di lipoproteine nel flusso sanguigno, dove le parti di acidi grassi sono liberate dall'azione della lipoproteina lipasi negli organi periferici come il muscolo e il tessuto adiposo2. Le restanti particelle residue ricche di colesterolo vengono eliminate dal fegato3. I topi sono stati ampiamente utilizzati nei laboratori come modello di ricerca per studiare il metabolismo dei lipidi. Con set di strumenti genetici completi disponibili e un ciclo riproduttivo relativamente breve, sono un modello potente per studiare come i lipidi vengono assorbiti, sintetizzati e metabolizzati.
A causa della complessità del metabolismo lipidico, sofisticati studi di lipidomica o studi di traccianti isotopici vengono solitamente utilizzati per quantificare collezioni di specie lipidiche o flussi metabolici e destini correlati ai lipidi4,5. Ciò crea una sfida enorme per i ricercatori senza attrezzature o competenze specializzate. In questo documento, presentiamo tre saggi che possono servire come test iniziali prima di utilizzare tecniche tecnicamente impegnative. Sono procedure non terminali per i topi e quindi molto utili per identificare potenziali differenze nella capacità di gestione dei lipidi e restringere i processi interessati.
In primo luogo, misurare le molecole lipidiche sieriche a digiuno può aiutare ad accertare il profilo lipidico complessivo di un topo. I topi dovrebbero essere a digiuno, perché molte specie lipidiche aumentano dopo i pasti e l'entità dell'aumento è fortemente influenzata dalla composizione della dieta. Molte molecole lipidiche, tra cui colesterolo totale, trigliceridi e acido grasso non esterificato (NEFA), possono essere misurate utilizzando un kit commerciale e un lettore di piastre in grado di leggere l'assorbanza.
In secondo luogo, un test di tolleranza intralipidica orale valuta la capacità di manipolazione dei lipidi come effetto netto dell'assorbimento e del metabolismo. Un intralipide somministrato per via orale provoca un picco nei livelli circolanti di trigliceridi (1-2 ore), dopo di che i livelli sierici di trigliceridi ritornano ai livelli basali (4-6 ore). Questo test offre informazioni su quanto bene un topo può gestire i lipidi esogeni. Cuore, fegato e tessuto adiposo bruno sono consumatori attivi di trigliceridi, mentre il tessuto adiposo bianco lo immagazzina come riserva di energia. I cambiamenti in queste funzioni porteranno a differenze nei risultati del test.
Infine, promuovere la lipolisi per mobilitare i lipidi immagazzinati è considerata una possibile strategia per la perdita di peso. La via di segnalazione del recettore β3-adrenergico nel tessuto adiposo svolge un ruolo importante nella lipolisi degli adipociti e la genetica umana ha identificato un polimorfismo di perdita di funzione Trp64Arg nel recettore β3-adrenergico correlato con l'obesità6. CL 316.243, uno specifico e potente agonista del recettore β3-adrenergico, stimola la lipolisi del tessuto adiposo e il rilascio di glicerolo. La valutazione della risposta di un topo a CL 316.243 può fornire preziose informazioni sullo sviluppo, il miglioramento e la comprensione dell'efficacia del composto.
Collettivamente, questi test possono essere utilizzati come schermo iniziale per i cambiamenti nello stato metabolico lipidico dei topi. Sono scelti per l'accessibilità degli strumenti e dei reagenti. Con i risultati derivati da questi test, i ricercatori possono formare un quadro generale dell'idoneità metabolica dei loro animali e decidere approcci più sofisticati e mirati.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>20% Intralipid</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>I141</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD Slip Tip Sterile Syringes 1ml</td>
			<td>Shaotong</td>
			<td>B07F1KRMYN</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CL 316,243 Hydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C5976</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Curved Feeding Needles (18 Gauge)</td>
			<td>Kent Scientific</td>
			<td>FNC-18-2-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Free Glycerol Reagent</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>F6428</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycerol Standard Solution</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>G7793</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HR SERIES NEFA-HR(2)COLOR REAGENT A</td>
			<td>Fujifilm Wako Diagnostics</td>
			<td>999-34691</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HR SERIES NEFA-HR(2)COLOR REAGENT B</td>
			<td>Fujifilm Wako Diagnostics</td>
			<td>991-34891</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HR SERIES NEFA-HR(2)SOLVENT A</td>
			<td>Fujifilm Wako Diagnostics</td>
			<td>995-34791</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HR SERIES NEFA-HR(2)SOLVENT B</td>
			<td>Fujifilm Wako Diagnostics</td>
			<td>993-35191</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine</td>
			<td>Vedco</td>
			<td>50989-161-06</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matrix Plus Chemistry Reference Kit</td>
			<td>Verichem</td>
			<td>9500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro Centrifuge Tubes</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-222-168</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microhematrocrit Capillary Tube, Not Heparanized</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>22-362-574</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NEFA STANDARD SOLUTION</td>
			<td>Fujifilm Wako Diagnostics</td>
			<td>276-76491</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate Buffered Saline</td>
			<td>Boston Bioproducts</td>
			<td>BM-220</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermo Scientific Triglycerides Reagent</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>TR22421</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Total Cholesterol Reagents</td>
			<td>Thermo Scientifi</td>
			<td>TR13421</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylazine</td>
			<td>Henry Schein</td>
			<td>11695-4022-1</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessing whole-body lipid-handling capacity in mice

La valutazione del metabolismo lipidico è una pietra miliare della valutazione della funzione metabolica ed è considerata essenziale per gli studi sul metabolismo in vivo. I lipidi sono una classe di molte molecole diverse con molti percorsi coinvolti nella loro sintesi e metabolismo. È necessario un punto di partenza per valutare l'emostasi lipidica per la ricerca sulla nutrizione e l'obesità. Questo documento descrive tre metodi facili e accessibili che richiedono poca esperienza o pratica per padroneggiare e che possono essere adattati dalla maggior parte dei laboratori per lo screening delle anomalie del metabolismo lipidico nei topi. Questi metodi sono (1) la misurazione di diverse molecole lipidiche sieriche a digiuno utilizzando kit commerciali (2) l'analisi della capacità di manipolazione dei lipidi nella dieta attraverso un test di tolleranza intralipidica orale e (3) la valutazione della risposta a un composto farmaceutico, CL 316.243, nei topi. Insieme, questi metodi forniranno una panoramica di alto livello della capacità di gestione dei lipidi nei topi.

Mostriamo con tre estratti che ogni test offre preziose informazioni sul metabolismo lipidico dei topi. Per i topi maschi C57BL / 6J, sfidati da otto settimane di alimentazione con dieta ricca di grassi (HFD) a partire da otto settimane di età, i livelli di colesterolo totale erano significativamente elevati, mentre i trigliceridi sierici e neFA non lo erano (Tabella 1), suggerendo che trigliceridi e NEFA nel sangue non sono prevalentemente regolati da una sfida alimentare dei grassi. Nella seconda coor...

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Assessing Whole-Body Lipid-Handling Capacity in Mice

Questo documento fornisce tre saggi facili e accessibili per valutare il metabolismo lipidico nei topi.

Valutazione della capacità di manipolazione dei lipidi di tutto il corpo nei topi

Assessing lipid metabolism is a cornerstone of evaluating metabolic function, and it is considered essential for in vivo metabolism studies. Lipids are a ...

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