Published July 1, 2014
| Version v1
Publication
Open
Long-Term Supranutritional Supplementation with Selenate Decreases Hyperglycemia and Promotes Fatty Liver Degeneration by Inducing Hyperinsulinemia in Diabetic db/db Mice
- 1. Chinese Academy of Agricultural Sciences
- 2. Wuhan University
Description
There are conflicting reports on the link between the micronutrient selenium and the prevalence of diabetes. To investigate the possibility that selenium acts as a "double-edged sword" in diabetes, cDNA microarray profiling and two-dimensional differential gel electrophoresis coupled with mass spectrometry were used to determine changes in mRNA and protein expression in pancreatic and liver tissues of diabetic db/db mice in response to dietary selenate supplementation. Fasting blood glucose levels increased continuously in db/db mice administered placebo (DMCtrl), but decreased gradually in selenate-supplemented db/db mice (DMSe) and approached normal levels after termination of the experiment. Pancreatic islet size was increased in DMSe mice compared with DMCtrl mice, resulting in a clear increase in insulin production and a doubling of plasma insulin concentration. Genes that encode proteins involved in key pancreatic β-cell functions, including regulation of β-cell proliferation and differentiation and insulin synthesis, were found to be specifically upregulated in DMSe mice. In contrast, apoptosis-associated genes were downregulated, indicating that islet function was protected by selenate treatment. Conversely, liver fat accumulation increased in DMSe mice together with significant upregulation of lipogenic and inflammatory genes. Genes related to detoxification were downregulated and antioxidant enzymatic activity was reduced, indicating an unexpected reduction in antioxidant defense capacity and exacerbation of fatty liver degeneration. Moreover, proteomic analysis of the liver showed differential expression of proteins involved in glucolipid metabolism and the endoplasmic reticulum assembly pathway. Taken together, these results suggest that dietary selenate supplementation in db/db mice decreased hyperglycemia by increasing insulin production and secretion; however, long-term hyperinsulinemia eventually led to reduced antioxidant defense capacity, which exacerbated fatty liver degeneration.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
هناك تقارير متضاربة حول العلاقة بين المغذيات الدقيقة السيلينيوم وانتشار مرض السكري. للتحقيق في احتمال أن يكون السيلينيوم بمثابة "سيف ذو حدين" في مرض السكري، تم استخدام توصيف المصفوفات الدقيقة للحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين والرحلان الكهربائي الهلامي التفاضلي ثنائي الأبعاد إلى جانب قياس الطيف الكتلي لتحديد التغيرات في الحمض النووي الريبوزي المرسال وتعبير البروتين في أنسجة البنكرياس والكبد في الفئران المصابة بالسكري استجابةً لمكملات السيلينات الغذائية. زادت مستويات الجلوكوز في الدم الصائم بشكل مستمر في الفئران التي أعطيت الدواء الوهمي (DMCtrl)، ولكنها انخفضت تدريجياً في الفئران المكملة للسيلينات (DMSe) واقتربت من المستويات الطبيعية بعد إنهاء التجربة. تم زيادة حجم جزيرة البنكرياس في فئران DMSe مقارنة بفئران DMCtrl، مما أدى إلى زيادة واضحة في إنتاج الأنسولين ومضاعفة تركيز الأنسولين في البلازما. تم العثور على الجينات التي تشفر البروتينات المشاركة في وظائف خلايا β البنكرياسية الرئيسية، بما في ذلك تنظيم تكاثر خلايا β وتمايزها وتوليف الأنسولين، على وجه التحديد في فئران DMSe. على النقيض من ذلك، تم إلغاء تنظيم الجينات المرتبطة بالاستماتة، مما يشير إلى أن وظيفة الجزيرة محمية بعلاج سيلينات. على العكس من ذلك، زاد تراكم الدهون في الكبد في فئران DMSe مع زيادة كبيرة في تنظيم الجينات الشحمية والالتهابية. تم تخفيض تنظيم الجينات المتعلقة بإزالة السموم وخفض النشاط الأنزيمي المضاد للأكسدة، مما يشير إلى انخفاض غير متوقع في القدرة الدفاعية المضادة للأكسدة وتفاقم تنكس الكبد الدهني. علاوة على ذلك، أظهر التحليل البروتيني للكبد التعبير التفاضلي للبروتينات المشاركة في استقلاب الغلوكوليبيد ومسار تجميع الشبكة الإندوبلازمية. تشير هذه النتائج مجتمعة إلى أن مكملات السيلينات الغذائية في الفئران ديسيبل/ديسيبل قللت من ارتفاع السكر في الدم عن طريق زيادة إنتاج الأنسولين وإفرازه ؛ ومع ذلك، أدى فرط الأنسولين في الدم على المدى الطويل في نهاية المطاف إلى انخفاض القدرة الدفاعية المضادة للأكسدة، مما أدى إلى تفاقم تنكس الكبد الدهني.Translated Description (French)
Il existe des rapports contradictoires sur le lien entre le sélénium, un micronutriment, et la prévalence du diabète. Pour étudier la possibilité que le sélénium agisse comme une « épée à double tranchant » dans le diabète, le profilage de microréseaux d'ADNc et l'électrophorèse sur gel différentielle bidimensionnelle couplés à la spectrométrie de masse ont été utilisés pour déterminer les changements dans l'expression de l'ARNm et des protéines dans les tissus pancréatiques et hépatiques de souris db/db diabétiques en réponse à une supplémentation alimentaire en sélénate. Les taux de glycémie à jeun ont augmenté de manière continue chez les souris db/db ayant reçu un placebo (DMCtrl), mais ont diminué progressivement chez les souris db/db supplémentées en séléniate (DMSe) et se sont rapprochés des taux normaux après la fin de l'expérience. La taille des îlots pancréatiques a été augmentée chez les souris DMSe par rapport aux souris DMCtrl, ce qui a entraîné une nette augmentation de la production d'insuline et un doublement de la concentration plasmatique d'insuline. Les gènes qui codent pour les protéines impliquées dans les fonctions clés des cellules β pancréatiques, y compris la régulation de la prolifération et de la différenciation des cellules β et la synthèse de l'insuline, ont été spécifiquement régulés à la hausse chez les souris DMSe. En revanche, les gènes associés à l'apoptose étaient régulés à la baisse, ce qui indique que la fonction des îlots était protégée par un traitement au sélénate. Inversement, l'accumulation de graisse hépatique a augmenté chez les souris DMSe ainsi qu'une régulation à la hausse significative des gènes lipogéniques et inflammatoires. Les gènes liés à la détoxification ont été régulés à la baisse et l'activité enzymatique antioxydante a été réduite, indiquant une réduction inattendue de la capacité de défense antioxydante et une exacerbation de la dégénérescence du foie gras. De plus, l'analyse protéomique du foie a montré une expression différentielle des protéines impliquées dans le métabolisme des glucolipides et la voie d'assemblage du réticulum endoplasmique. Pris ensemble, ces résultats suggèrent que la supplémentation alimentaire en séléniate chez les souris db/db a diminué l'hyperglycémie en augmentant la production et la sécrétion d'insuline ; cependant, l'hyperinsulinémie à long terme a finalement entraîné une réduction de la capacité de défense antioxydante, ce qui a exacerbé la dégénérescence du foie gras.Translated Description (Spanish)
Existen informes contradictorios sobre la relación entre el micronutriente selenio y la prevalencia de la diabetes. Para investigar la posibilidad de que el selenio actúe como una "espada de doble filo" en la diabetes, se utilizaron perfiles de micromatrices de ADNc y electroforesis en gel diferencial bidimensional junto con espectrometría de masas para determinar los cambios en la expresión de ARNm y proteínas en tejidos pancreáticos e hepáticos de ratones diabéticos db/db en respuesta a la suplementación con selenato en la dieta. Los niveles de glucosa en sangre en ayunas aumentaron continuamente en ratones db/db a los que se administró placebo (DMCtrl), pero disminuyeron gradualmente en ratones db/db suplementados con selenato (DMSe) y se acercaron a los niveles normales después de la finalización del experimento. El tamaño de los islotes pancreáticos aumentó en los ratones DMSe en comparación con los ratones DMCtrl, lo que dio como resultado un claro aumento en la producción de insulina y una duplicación de la concentración de insulina en plasma. Se descubrió que los genes que codifican proteínas involucradas en funciones clave de las células β pancreáticas, incluida la regulación de la proliferación y diferenciación de las células β y la síntesis de insulina, estaban específicamente regulados al alza en ratones DMSe. Por el contrario, los genes asociados a la apoptosis estaban regulados negativamente, lo que indica que la función de los islotes estaba protegida por el tratamiento con selenato. Por el contrario, la acumulación de grasa hepática aumentó en ratones DMSe junto con una regulación positiva significativa de genes lipogénicos e inflamatorios. Los genes relacionados con la desintoxicación se regularon negativamente y la actividad enzimática antioxidante se redujo, lo que indica una reducción inesperada en la capacidad de defensa antioxidante y la exacerbación de la degeneración del hígado graso. Además, el análisis proteómico del hígado mostró una expresión diferencial de las proteínas implicadas en el metabolismo de los glucolípidos y la vía de ensamblaje del retículo endoplasmático. En conjunto, estos resultados sugieren que la suplementación dietética con selenato en ratones db/db disminuyó la hiperglucemia al aumentar la producción y secreción de insulina; sin embargo, la hiperinsulinemia a largo plazo finalmente condujo a una reducción de la capacidad de defensa antioxidante, lo que exacerbó la degeneración del hígado graso.Files
journal.pone.0101315&type=printable.pdf
Files
(11.1 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:d7843729e9d15cddaa90313c47145f10
|
11.1 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- المكملات الغذائية الفائقة طويلة الأجل مع السيلينات تقلل من ارتفاع السكر في الدم وتعزز تنكس الكبد الدهني عن طريق تحريض فرط الأنسولين في الدم في الفئران المصابة بداء السكري
- Translated title (French)
- La supplémentation supranutritionnelle à long terme en séléniate diminue l'hyperglycémie et favorise la dégénérescence du foie gras en induisant une hyperinsulinémie chez les souris diabétiques db/db
- Translated title (Spanish)
- La suplementación suplementaria a largo plazo con selenato disminuye la hiperglucemia y promueve la degeneración del hígado graso al inducir hiperinsulinemia en ratones diabéticos db/db
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W1968450706
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0101315
References
- https://openalex.org/W1570961109
- https://openalex.org/W1964895626
- https://openalex.org/W1966601973
- https://openalex.org/W1968996242
- https://openalex.org/W1987086283
- https://openalex.org/W1997036567
- https://openalex.org/W2001121741
- https://openalex.org/W2001682248
- https://openalex.org/W2002341732
- https://openalex.org/W2005951245
- https://openalex.org/W2007135892
- https://openalex.org/W2007255460
- https://openalex.org/W2013131201
- https://openalex.org/W2021051803
- https://openalex.org/W2027517377
- https://openalex.org/W2032685003
- https://openalex.org/W2039755172
- https://openalex.org/W2041607991
- https://openalex.org/W2043832893
- https://openalex.org/W2050962873
- https://openalex.org/W2052517312
- https://openalex.org/W2052739037
- https://openalex.org/W2053849492
- https://openalex.org/W2056149718
- https://openalex.org/W2062498855
- https://openalex.org/W2073015672
- https://openalex.org/W2074769261
- https://openalex.org/W2075823048
- https://openalex.org/W2091956052
- https://openalex.org/W2094305716
- https://openalex.org/W2094552137
- https://openalex.org/W2095062075
- https://openalex.org/W2096468486
- https://openalex.org/W2101986593
- https://openalex.org/W2102011208
- https://openalex.org/W2107277218
- https://openalex.org/W2107868887
- https://openalex.org/W2122865644
- https://openalex.org/W2128375620
- https://openalex.org/W2131407185
- https://openalex.org/W2139259875
- https://openalex.org/W2142296427
- https://openalex.org/W2160927908
- https://openalex.org/W2162051951
- https://openalex.org/W2164678109
- https://openalex.org/W4213464763