دوره 28، شماره 3 - ( پاییز 1400 )                   جلد 28 شماره 3 صفحات 278-270 | برگشت به فهرست نسخه ها

Research code: 9309255065
Ethics code: 9309255065


XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Mohammadi Y, Rezaei Farimani A. Effect of metformin on the expression of SNARE proteins in the skeletal muscle of rats with type 2 diabetes. J Birjand Univ Med Sci 2021; 28 (3) :270-278
URL: http://journal.bums.ac.ir/article-1-3032-fa.html
محمدی یاسر، رضائی فریمانی اعظم. اثر متفورمین بر بیان پروتئین‌های SNARE در عضله اسکلتی موش‌های صحرایی مبتلا به دیابت نوع 2. مجله علمي دانشگاه علوم پزشكي بيرجند 1400; 28 (3) :278-270

URL: http://journal.bums.ac.ir/article-1-3032-fa.html


1- گروه بیوشیمی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی بیرجند، بیرجند، ایران
2- مرکز تحقیقـات بیماری‌های قلب و عروق، دانشگاه علوم پزشکی بیرجند، بیرجند، ایران ، azam_rezaei1@yahoo.com
متن کامل [PDF 613 kb]   (386 دریافت)     |   چکیده (HTML)  (1839 مشاهده)
متن کامل:   (594 مشاهده)
چکیده
زمینه و هدف: پروتئین های SNARE از مجموع ایزوفرم‌هایSNAP-23 ، Stx-4 و VAMP-2 تشکیل شده‌اند که به میزان قابل توجهی در عضلات اسکلتی بیان می‌شوند. این پروتئین ها انتقال GLUT4 به غشای سلول را کنترل می‌کنند. دیابت نوع 2 می‌تواند به دلیل تغییراتی در بیان پروتئین های SNARE ایجاد شود. هدف از این مطالعه بررسی تأثیر متفورمین بر بیان این پروتئین‌ها بود.
روش تحقیق: 40 سر موش صحرایی (رت) نر نژاد ویستار انتخاب شدند. از استرپتوزوتوسین و نیکوتین آمید برای القای دیابت نوع 2 استفاده شد. حیوانات به پنج گروه 8 تایی تقسیم شدند: گروه‌های سالم و دیابتی به عنوان کنترل و سه گروه تحت درمان با دوزهای مختلف متفورمین (100، 150 و 200 میلی‌گرم در کیلوگرم وزن بدن). تکنیک RT-qPCR برای ارزیابی بیان پروتئین‌های SNARE استفاده شد.
یافته‌ها: نتایج این مطالعه نشان داد که داروی متفورمین در دوزهای (100، 150 و 200 میلی‌گرم در کیلوگرم وزن بدن) باعث کاهش سطوح سرمی گلوکز و افزایش سطوح سرمی انسولین گردید، این تفاوت در دوز 200 میلی‌گرم در کیلوگرم وزن بدن از لحاظ آماری معنی‌دار بود (05/0P<). علاوه بر این، هر سه دوز متفورمین بیان پروتئین‌هایSNAP-23 ، Stx-4 و VAMP-2 را در بافت ماهیچه اسکلتی افزایش داد. متفورمین با دوز 200 میلی‌گرم در کیلوگرم وزن بدن بیشترین تأثیر را نشان داد (05/0P<).
نتیجه‌گیری: یکی دیگر از مکانیسم‌های آنتی دیابتیک متفورمین افزایش بیان پروتئین‌های SNARE می‌باشد که در بهبود مقاومت به انسولین و کاهش گلوکز خون مؤثر می‌باشد.
 
مقدمه
دیابت ملیتوس یکی از شایع‌ترین انواع اختلالات متابولیک با نقایصی در ترشح و یا عملکرد انسولین می‌باشد (1). در حال حاضر، بیش از 451 میلیون نفر در سراسر جهان از بیماری دیابت رنج می‌برند. فدراسیون بین‌المللی دیابت هشدار داده است که این تعداد تا سال 2045 به 693 میلیون نفر افزایش خواهد یافت (2). دیابت نوع 2[3](T2D) یکی از رایج‌ترین انواع دیابت است که بیش از 90% موارد بیماری را شامل می‌شود. علت اصلی این بیماری مقاومت به انسولین و اختلال در عملکرد سلول‌هایβ پانکراس می‌باشد که با اختلال در جذب و هومئوستاز گلوکز همراه است که می‌تواند منجر به افزایش قند خون شود (3). ناقل  GLUT4یکی از مهم‌ترین انتقال دهنده‌های گلوکز است که وابسته به انسولین بوده و در سلول‌های بافت چربی و ماهیچه اسکلتی به میزان زیادی بیان می‌گردد.
عضله اسکلتی در حدود 60-40% از توده بدنی را در انسان شامل می‌گردد و یکی از اصلی‌ترین ارگان‌های مصرف کننده گلوکز محسوب می‌شود. در نتیجه به عنوان تنظیم کننده اصلی هومئوستاز گلوکز می‌باشد (4). بنابراین اختلال در عملکرد انسولین و در نتیجه اختلال در انتقال و جابجائی ناقلGLUT4 به سطح غشای سلولی با کاهش برداشت گلوکز از خون توسط سلول های عضله اسکلتی و مقاومت به انسولین همراه می‌باشد (5). پروتئین‌های SNARE[4] نقش مهمی در اتصال و ادغام وزیکول‌های حامل GLUT4 به غشا را بر عهده دارند. [5]SNAP-23، Stx-4[6] و VAMP-2[7]به عنوان اجزای اصلی مجموعه پروتئینی SNARE شناخته می‌شوند (6). میزان بیان این ایزوفرم‌ها در بافت ماهیچه بالا می‌باشد و انتقال GLUT4 را در سلول‌های ماهیچه‌ای کنترل می‌کنند (7). در نتیجه، اختلال در عملکرد این مجموعه سه گانه و تغییر در سطح پروتئین‌هایSNARE  می‌تواند باعث اختلال در انتقال GLUT4 و در نتیجه بروز بیماری T2D شود. برخی مطالعات نشان داده‌اند که اگزوسیتوز انسولین نیز به دلیل کاهش بیان پروتئین‌های SNARE در T2D کاهش می‌یابد. بنابراین، طبق شواهد موجود، تغییر در سطح پروتئین‌های SNARE با مقاومت به انسولین و T2D مرتبط است. ورزش و تنظیم رژیم غذایی از مهم‌ترین استراتژی‌ها در بهبود و پیشگیری T2D می‌باشند. با این وجود، متفورمین یک داروی کاهش‌ دهنده قند خون است که به‌ مدت طولانی برای درمان افراد مبتلا به دیابت T2D از آن استفاده شده است. مطالعات نشان داده است که متفورمین با کاهش تولید گلوکز در کبد، بهبود عملکرد سلول های β پانکراس و افزایش حساسیت به انسولین در کاهش قند خون مؤثر می‌باشد (9, 8). با این حال مکانیسم دقیق عملکردی متفورمین هنوز نامشخص است. به همین منظور مطالعه حاضر با هدف بررسی اثر متفورمین بر بیان پروتئین‌های SNARE در موش‌های صحرایی دیابتی القا شده با استرپتوزوتوسین-نیکوتین آمید انجام شد.
 
روش تحقیق
مواد
پودر استرپتوزوتوسین (STZ) از شرکت آمازون ایالت متحده آمریکا و نیکوتین آمید (NA) از شرکت سیگما آلدریچ آلمان تهیه و خریداری شد. کیت الایزا جهت اندازه‌گیری انسولین از ALPCO، ایالات متحده آمریکا تهیه شد.
 
طراحی مطالعه حیوانی
40 سر موش صحرایی (رت) نر نژاد ویستار (وزن تقریبی 150-200 گرم و سن 2 ماه) از موسسه رازی، ایران خریداری شدند. کلیه مراحل کار مطابق با راهنمای اخلاقی کار با حیوانات آزمایشگاهی اجرا گردید. (کد اخلاق: 9309255065، دانشگاه علوم پزشکی همدان). به منظور سازگاری با محیط، حیوانات به مدت یک هفته در شرایط استاندارد دما (2±25 درجه سانتی‌گراد)، رطوبت (70%-60%) با سیکل 12 ساعت روشنایی/ تاریکی و دسترسی آزاد به آب شیرین و غذای پلیت شده استاندارد نگه‌داری شدند.
 
القا دیابت و گروه بندی
جهت القای دیابت T2D در موش‌های صحرایی، با رعایت یک شبانه‌روز ناشتایی، یک دوز استرپتوزوتوسین-نیکوتین آمید (STZ-NA) به صورت داخل صفاقی تزریق شد. طبق دستورالعمل، در ابتدا 60 میلی‌گرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدن STZ (حل شده در سدیم سیترات 1/0 مولار، 5/4PH=( به هر موش صحرایی تزریق گردید، بعد از 15 دقیقه، 120 میلی‌گرم در کیلوگرم نیکوتین آمید (محلول در نرمال سالین) تزریق شد (10). بافر سیترات در موش‌های صحرایی گروه کنترل به عنوان دارونما تزریق شد. جهت تأیید القای دیابت، 72 ساعت پس از تزریق، سطح گلوکز در حالت ناشتا با استفاده از یک دستگاه گلوکومتر مدل Accu Chek (Roche، آلمان) در خون حاصل از ورید دمی اندازه‌گیری شد. موش‌های صحرایی با دارا بودن مقادیر بالاتر از 200 میلی‌گرم در دسی‌لیتر گلوکز خون به عنوان دیابتی در نظر گرفته شدند. درمان با داروی متفورمین به صورت خوراکی و با استفاده از سرنگ گاواژ، هفت روز پس از القا دیابت و به مدت 30 روز انجام شد. موش‌های صحرایی به صورت تصادفی در پنج گروه قرار گرفتند (8 = n). دو گروه موش‌های صحرایی سالم و دیابتی به عنوان کنترل و سه گروه موش‌های صحرایی دیابتی تحت درمان با دوزهای مختلف متفورمین (100، 150 و 200 میلی‌گرم در کیلوگرم وزن بدن) (12, 11). با توجه به پیش بینی احتمال مرگ و میر موش های صحرائی بدنبال القای دیابت، با وجود برآورد آماری 7 موش صحرایی در هر گروه، تعداد بیشتری موش در هر گروه (8 = n) در نظر گرفته شد. در مدت زمان مطالعه یک موش صحرایی در گروه کنترل دیابتی از بین رفت.
 
نمونه گیری
پس از اتمام دوره مداخله، موش‌های صحرایی با تزریق داخل صفاقی کتامین (100 میلی‌گرم/ کیلوگرم وزن بدن) و زایلازین (5میلی‌گرم/ کیلوگرم) بیهوش شدند و بلافاصله با استفاده از سرنگ 10 سی سی، از ورید اجوف تحتانی خون‌گیری انجام شد. بافت ماهیچه از عضله سولئوس[8] جدا و با نرمال سالین سرد شست و شو داده شد. کرایوویال‌های حاوی نمونه بلافاصله در نیتروژن مایع منجمد شده و سپس در دمای80- درجه سانتی‌گراد ذخیره و نگهداری شدند. نمونه‌های خون در لوله‌های عاری از ماده ضد انعقاد ریخته شده و به مدت 5 دقیقه در rpm[9] 5000 سانتریفیوژ و تا مدت زمان انجام آزمایشات در دمای 20- درجه سانتی‌گراد ذخیره و نگهدای شدند.
 
استخراج RNA
استخراج RNA به صورت دستی و با استفاده از معرف ترایزول (Invitrogen) انجام شد. 100میلی‌گرم از هر نمونه بافت فریز‌شده به یک هاون استریل منتقل و با استفاده از نیتروژن مایع همگن شد. هر نمونه بافت کاملاً هموژن به لوله‌ای حاوی یک میلی‌لیتر ترایزول منتقل و به مدت 10 دقیقه در دمای اتاق انکوبه شد. سپس نمونه به مدت 10 دقیقه در  rpm12000 در دمای 4 درجه سانتیگراد سانتریفیوژ و مایع روئی به یک میکروتیوب منتقل شد. 2/0 میلی‌لیتر کلروفرم به هر میکروتیوب اضافه شد. نمونه‌ها به مدت ۳۰ ثانیه ورتکس و  به مدت 3-2 دقیقه در دمای اتاق انکوبه شدند. میکروتیوب‌ها در  rpm12000 به مدت 15 دقیقه در دمای 4 درجه سانتیگراد سانتریفیوژ شدند. فاز رویی حاوی RNA با احتیاط و بدون ایجاد ورود به فازهای دیگر، به میکروتیوب جدید منتقل شد. در مرحله بعدی، رسوب دهی RNA با حجم مساوی ایزوپروپانول انجام شد. برای حداکثر رسوب دهی RNA، انکوباسیون در دمای 20- درجه سانتیگراد به مدت 45 دقیقه انجام شد (پروتکل اصلاح شده). پس از رسوب RNA، در rpm12000 به مدت 20 دقیقه در دمای 4 درجه سانتیگراد سانتریفیوژ شد. مایع رویی برداشته شد و رسوب RNA با اتانول 75٪ شستشو گردید. نمونه‌ها به مدت 5 دقیقه در  rpm7500 در دمای 4 درجه سانتیگراد سانتریفیوژ شد. در ادامه مراحل استخراج RNA، رسوب RNA در مجاورت هوا به مدت ۵-۱۰ دقیقه خشک شد و در نهایت با چند بار عملیات پیپتینگ[10] در حجم مناسب آب مقطر استریل تیمار شده با DEPC[11] حل و برای استفاده طولانی مدت به فریزر 80 -درجه سانتیگراد منتقل گردید. به منظور ارزیابی کیفیت و اینتگریتــی  RNA استخراج شده الکتروفورز افقی بر روی ژل آگارز 1٪ انجام شد. غلظت و خلوص RNA استخراجی نیز با استفاده از اسپکتروفتومتری نانودراپ (Biotech Laboratories, Inc.,  USA) انجام شد.
 
سنتز cDNA و انجام واکنش‌های Real-Time PCR
توتال RNA با استفاده از کیت سنتز cDNA (Fermentas, Burlington, ON, Canada) به cDNA تک رشته‌ای، طبق دستورالعمل سازنده، رونویسی شد. واکنش‌های qPCR-RT با استفاده از کیت  SYBR Premix ExTaq II (Tli RNase HPlus) (Takara, China) انجام شد. واکنش برای هر نمونه با سه بار تکرار در دستگاه CFX96 real-time PCR (Bio-Rad, USA) و طبق برنامه زیر انجام شد: یک سیکل در دمای 95 درجه سانتیگراد به مدت یک دقیقه و به دنبال آن 40 سیکل در 95 درجه سانتیگراد به مدت 30 ثانیه، 58 درجه سانتیگراد به مدت 30 ثانیه و سپس 72 درجه سانتیگراد به مدت 30 ثانیه. برای بررسی بیان ژن، 18sRNA به عنوان ژن کنترل داخلی به‌کار گرفته شد. توالی پرایمرهای 18sRNA شامل  Forward:5`-dGTAACCCGTTGAACCCCATT و Reverse: 5`-dCCATCCAATCGGTAGTAGCG می‌باشد. توالی پرایمرهای مربوط به ژن‌های مورد نظر در جدول 1 آورده شده است. نرم افزارAlleleID7  (Premier Biosoft Corporation, USA) برای طراحی پرایمرهای اختصاصی هر ژن استفاده شد.
 
 
جدول 1- توالی پرایمرها در واکنش Real-Time PCR
VAMP-2 Syntaxin-4 SNAP-23     
NM_012663.2 NM_031125.1 NM_022689.2 NCBI accession number
Sequence (5'->3')
CTACTTGGTCCTAAGAATCC TCAGCAGACTATGTGGAAC TTCCGTTTCTGTGTCCAATAG Forward primer
CAGAAGAGTGAAGAGTAATGG CCAAGATGAGAACAGTGACA TTGTGCTTTCCAGAGACTCAT Reverse primer
 
 
تجزیه و تحلیل آماری
نتایج به صورت میانگین±انحراف معیار بیان شده‌اند. تفاوت آماری در مطالعه پارامترها در بین گروه‌ها با استفاده از نرم افزار SPSS  نسخه 16 و با استفاده از تحلیل واریانس یک طرفه مورد ارزیابی قرار گرفت. از آزمون آماری ANOVA و تست تعقیبی توکی (Turkey’s test) برای ارزیابی تفاوت میانگین داده‌ها بین گروه‌های مورد مطالعه استفاده شد. در تمام مراحل تجزیه و تحلیل 05/0 P<معنی‌دار در نظر گرفته شد.

 یافته‌ها
اثر متفورمین بر سطوح سرمی گلوکز، انسولین و اندکس HOMA-IR[12]
نتایج این مطالعه نشان داد که سطح سرمی گلوکز در گروه کنترل دیابتی در مقایسه با گروه کنترل سالم بیشتر بود، این اختلاف از لحاظ آماری معنی‌دار بود (05/0> P) (نمودار 1). درمان با دوزهای مختلف متفورمین سطح سرمی، گلوکز را در مقایسه با گروه کنترل دیابتی کاهش داد، به طوری که سطح سرمی گلوکز در موش‌های صحرایی تحت درمان با دوزهای mg/kg 150 و 200 متفورمین در مقایسه با موش‌های صحرایی دیابتی گروه کنترل کاهش معنی‌داری داشت (05/0>P). سطوح سرمی انسولین به طور معنی‌داری در گروه تحت درمان با بالاترین دوز متفورمین (mg/kg200) در مقایسه با گروه‌های سالم، دیابتی کنترل و دیابتی تحت درمان با دوز mg/kg 100 بالاتر بود (05/0>P) (نمودار 2). مقادیر اندکس HOMA-IR نشان داد که این اندکس بالاترین میزان را در گروه دیابتی کنترل نسبت به سایر گروه‌ها دارد (05/0>P). درمان با دوزهای مختلف متفورمین با کاهش معنی‌دار اندکسHOMA-IR  نسبت به گروه دیابتی کنترل همراه بود (05/0>P) (نمودار 3). اندکسHOMA-IR  با استفاده از فرمول زیر انجام شد: انسولین (μU / میلی‌لیتر) × گلوکز (میلی‌مول/ لیتر) /5/22 (13).
 
نمودار-1: میانگین سطح سرمی گلوکز به تفکیک گروه‌های مورد مطالعه
*  05/0>P در مقایسه با گروه کنترل سالم
# 05/0>P در مقایسه با گروه کنترل دیابتی
 
نمودار-2: میانگین سطح سرمی انسولین به تفکیک گروه‌های مورد مطالعه
*  05/0>P در مقایسه با گروه کنترل سالم
# 05/0>P در مقایسه با گروه کنترل دیابتی
+ 05/0>P در مقایسه با گروه دیابتی تحت درمان با متفورمین دوز mg/kg100
 
 
نمودار-3: میانگین اندکس HOMA-IR به تفکیک گروه‌های مورد مطالعه
*  05/0>P در مقایسه با گروه کنترل سالم
# 05/0>P در مقایسه با گروه کنترل دیابتی
 
اثر متفورمین بر بیان ژن‌های SNAP-23 ، syntaxin-4 و VAMP-2 در بافت عضله اسکلتی
مقایسه میانگین‌های ΔCt بین گروه‌های مورد مطالعه در جدول 3 گزارش شده است. نتایج مطالعه نشان داد که میانگین ΔCt مربوط به ژن‌های SNAP-23 ، syntaxin-4 و VAMP-2 در گروه‌های دیابتی و تحت درمان با دوز‌های مختلف متفورمین (mg/kg 100،150 و 200) در مقایسه با گروه کنترل سالم کاهش داشت که این نشان دهنده افزایش بیان هر سه ژن در این گروه‌ها می‌باشد، هر چند به جز گروه تحت درمان با متفورمین دوز mg/kg 200، این اختلاف معنی‌دار نبود. نتایج نشان داد که متفورمین با بالاترین دوز اثر قابل توجهی در افزایش بیان ژن‌هایSNAP-23 ، Stx-4 و VAMP-2 دارد.
 
 
جدول 2- مقایسه میانگین ΔCt مربوط به ژن های SNAP-23، Stx-4 و VAMP-2 در گروه‌های مورد مطالعه
گروه‌ها سالم دیابتی دیابتی+متفورمین
mg/kg100
دیابتی+متفورمین
mg/kg150
دیابتی+متفورمین
mg/kg200
SNAP-23 6/0±08/10 22/1±47/7 1/0±38/7 17/0 ±01/9 a01/1±77/4
Stx-4 14/1±94/9 67/0±75/6 34/0 ±46/8 07/1±77/6 a 55/0±53/5
VAMP-2 98/0±84/9 72/0±15/9 93/0±45/8 37/0 ±64/9 a 45/0±51/6
یافته‌ها به صورت میانگین±SD گزارش شده‌اند. اختلاف معنی‌دار (05/0>P) در مقایسه با a گروه کنترل سالم
 
 
بحث
از آنجایی که اختلال در ترشح انسولین و مقاومت به انسولین دو علت اصلی T2D هستند، شناسایی مکانیسم‌های مؤثر مولکولی درگیر، برای پیشگیری و درمان T2D ضروری می‌باشد. ناقل GLUT4  برای جذب گلوکز ضروری است که به طور اختصاصی در دو بافت حساس به انسولین یعنی بافت چربی و عضله اسکلتی بیان می‌شود. جابجایی وزیکول‌های GLUT4 از داخل سلول به غشای سلول با تحریک هورمون انسولین و با واسطه مجموعه‌ای از پروتئین‌ها تحت عنوان SNAREs صورت می‌گیرد. در میان ایزوفرم‌های مختلف پروتئین‌هایSNARE ، SNAP-23،VAMP-2 و Stx-4 نقش مهمی در انتقال GLUT4 در بافت ماهیچه به عهده دارند. بر اساس مطالعات انجام شده، اختلال در انتقال GLUT4 با واسطه پروتئین‌هایSNARE  منجر به ایجاد مقاومت به انسولین و در نتیجه افزایش گلوکز خون می‌شود (4, 3). در این مطالعه اثر متفورمین در بیان پروتئین‌هایSNARE  بررسی شد. دیابت نوع 2 با تزریق STZ-NA در مدل حیوانی القا شد که تا حدودی مشابه به دیابت نوع 2 در انسان می‌باشد. نیکوتین آمید با جلوگیری از فعالیت پلی ADP ریبوز پلی مراز و حفظ ATP و NAD+  داخل سلولی، اثرات آنتی اکسیدانی ایجاد و تا حدی از سلول‌های β در برابر آسیب STZ محافظت می‌کند؛ بنابراین به عنوان یک رویکرد مناسب در القای مدلی برای T2D در نظر گرفته شده است (14). متفورمین یکی از داروهای اصلی در درمان دیابت است که به صورت خوراکی مصرف می‌گردد. مطالعات نشان داده است که این ترکیب نقش تحریکی در انتقال  GLUT4دارد. با این حال، مکانیسم این اثر تا حد زیادی ناشناخته است.
نتایج ما نشان داد که درمان با متفورمین در دوزهای mg/kg 150و 200 در روز، میزان گلوکز خون را تا حد نرمال در موش‌های صحرایی دیابتی کاهش داد؛ اما درمان یک ماهه با دوز mg/kg 100 در کیلوگرم متفورمین در روز نتوانست سطح گلوکز خون را به حد نرمال برساند؛ اگرچه سطح گلوکز در مقایسه با موش‌های صحرایی دیابتی گروه کنترل کمتر بود. این احتمال وجود دارد که یکی از مکانیسم‌های متفورمین در کاهش گلوکز خون افزایش تولید و ترشح انسولین می‌باشد؛ به طوری که سطوح بالاتر انسولین در سرم موش‌های صحرایی دیابتی تحت درمان با متفورمین با دوزهای mg/kg 150و 200 در مقایسه با موش‌های صحرایی دیابتی درمان نشده مشاهده گردید. با این حال، برخی از مطالعات قبلی نشان داده‌اند که متفورمین تأثیر بیشتری در افزایش حساسیت به انسولین دارد (8, 9). مشابه با چنین مطالعاتی نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که متفورمین باعث کاهش مقاومت به انسولین می‌گردد. مطالعات تجربی نشان می‌دهد که بهبود حساسیت به انسولین با واسطه متفورمین ممکن است با مکانیسم‌های مختلفی همراه باشد، از جمله افزایش فعالیت گیرنده تیروزین کینازی انسولین، افزایش سنتز گلیکوژن، افزایش فعالیت و به‌کارگیری ناقل GLUT4 (15). مطالعات نشان داده است که درمان با متفورمین با کاهش اندوسیتوز GLUT4 از طریق فعال کردن سیگنالینگ[13] AMPK منجر به ماندگاری و حفظ بیشتر GLUT4 در غشای پلاسمایی می‌شود (8, 9).
برخی مطالعات ارتباط بین اختلال در بیان پروتئین‌های SNARE و ایجاد T2D و مقاومت به انسولین را نشان داده‌اند. به طوری که مشخص گردیده است بیان برخی از ایزوفرم‌های پروتئین های SNARE به طور قابل توجهی در سلول‌های β پانکراس کاهش یافته است (17, 16). در مقابل، مطالعاتی نشان داده‌اند که بیان پروتئین های SNARE  در عضلات اسکلتی تحت شرایط هیپرگلیسمی و هیپرانسولینمی افزایش یافته است (7, 18). طبق مطالعات انجام شده، میزان GLUT4 و سطح انسولین از عوامل مؤثر در بیان پروتئین هایSNARE می‌باشند. نتایج ما افزایش بیان ژن‌هایSNAP-23 ، Stx-4 و VAMP-2 را در موش‌های صحرایی دیابتی نسبت به گروه کنترل سالم نشان داد؛ هر چند این اختلاف معنی‌دار نبود. افزایش بیان پروتئین‌هایSNARE  در عضله اسکلتی در T2D احتمالاً مکانیسم جبرانی در شرایط افزایش قند خون و مقاومت به انسولین می‌باشد؛ همچنین نتایج حاصل از مطالعات قبلی حاکی از آن است که بیان پروتئین Munc 18c تحت شرایط مقاومت به انسولین افزایش می‌یابد. پروتئین Munc 18c یک عامل تنظیم کننده برای پروتئین‌های SNARE است که بهStx-4  متصل می‌شود و از تشکیل کمپلکس سه گانه و در نتیجه انتقال GLUT4 به سطح سلول جلوگیری می‌کند (19). تحت این شرایط، افزایش بیان پروتئین‌های SNARE ، احتمالاً به عنوان یک مکانیسم جبرانی به موازات افزایش بیان این پروتئین بازدارنده می‌باشد که خود می‌تواند دلیلی در افزایش بیان پروتئین‌های SNARE در T2D می‌باشد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که بیان پروتئین‌های SNARE در موش‌های صحرایی دیابتی تحت درمان با متفورمین افزایش یافت. متفورمین با بالاترین دوز بیشترین اثر را بر بیان ژن‌های SNAP-23، Stx-4 و VAMP-2 از خود نشان داد. از آنجایی که محتوا و انتقال  GLUT4در دیابت به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد، احتمالاً متفورمین با افزایش بیان پروتئین‌های SNARE در صدد جبران این اختلال می‌باشد.
 
نتیجه‌گیری
یکی دیگر از مکانیسم‌های آنتی دیابتیک متفورمین افزایش بیان پروتئین های SNARE می‌باشد که در بهبود مقاومت به انسولین و کاهش گلوکز خون مؤثر می‌باشد.
 
تقدیر و تشکّر
نویسندگان از دانشگاه علوم پزشکی همدان به دلیل فراهم آوردن امکانات لازم در جهت انجام این پروژه (کد طرح: 9309255065) تشکر و قدردانی می‌نمایند.
 
تضاد منافع
نویسندگان مقاله اعلام می دارند که هیچ گونه تضاد منافعی در مطالعه حاضر وجود ندارد.
 
منابع
1- Chellappan DK, Yap WS, NA BAS, Gupta G, Dua K. Current therapies and targets for type 2 diabetes mellitus. Panminerva Med. 2018; 60(3): 117-31. DOI: 10.23736/s0031-0808.18.03455-9
2- Cho N, Shaw J, Karuranga S, Huang Yd, da Rocha Fernandes J, Ohlrogge A, et al. IDF Diabetes Atlas: Global estimates of diabetes prevalence for 2017 and projections for 2045. Diabetes Res Clin Pract. 2018; 138: 271-81. DOI: 10.1016/j.diabres.2018.02.023
3- Zhou T-T, Ma F, Shi X-F, Xu X, Du T, Guo X-D, et al. DMT efficiently inhibits hepatic gluconeogenesis by regulating the Gαq signaling pathway. J Mol Endocrinol. 2017; 59(2): 151-69. DOI: 10.1530/JME-17-0121
4- Lauritzen HP, Schertzer JD. Measuring GLUT4 translocation in mature muscle fibers. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. AM J PHYSIOL-ENDOC M. 2010;299(2):E169-E79. DOI: 10.1152/ajpendo.00066.2010
5- Stöckli J, Fazakerley DJ, James DE. GLUT4 exocytosis. J Cell Sci. 2011; 124(24): 4147-59. DOI: 10.1242/jcs.097063
6- Mohseni R, ArabSadeghabadi Z, Ziamajidi N, Abbasalipourkabir R, RezaeiFarimani A. Oral administration of resveratrol-loaded solid lipid nanoparticle improves insulin resistance through targeting expression of SNARE proteins in adipose and muscle tissue in rats with type 2 diabetes. Nanoscale Res Lett. 2019; 14(1): 227. DOI: 10.1186/s11671-019-3042-7.
7- Farimani AR, Goodarzi MT, Saidijam M, Yadegarazari R, Zarei S, Asadi S. Effect of resveratrol on SNARE proteins expression and insulin resistance in skeletal muscle of diabetic rats. Iran J Basic Med Sci. 2019; 22(12): 1408-14. DOI: 10.22038/IJBMS.2019.13988
8- Viollet B, Guigas B, Garcia NS, Leclerc J, Foretz M, Andreelli F. Cellular and molecular mechanisms of metformin: an overview. Clin Sci (Lond). 2012; 122(6): 253-70. DOI: 10.1042/CS20110386
9- Yang X, Xu Z, Zhang C, Cai Z, Zhang J. Metformin, beyond an insulin sensitizer, targeting heart and pancreatic β cells. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis. 2017; 1863(8): 1984-90. DOI: 10.1016/j.bbadis.2016.09.019
10- Sheela N, Jose MA, Sathyamurthy D, Kumar BN. Effect of Silymarin on Streptozotocin-Nicotinamide--induced Type 2 Diabetic Nephropathy in Rats. Iran J Kidney Dis. 2013; 7(2):117-23. DOI: 10.1002/jps.20744
11- Choi YH, Kim SG, Lee MG. Dose-independent pharmacokinetics of metformin in rats: Hepatic and gastrointestinal first-pass effects. J. Pharm. Sci. 2006; 95(11):2543-52. DOI: 10.1002/jps.20744
12- Zhai L, Gu J, Yang D, Wang W, Ye S. Metformin ameliorates podocyte damage by restoring renal tissue podocalyxin expression in type 2 diabetic rats. J. Diabetes Res. 2015; 2015. DOI: 10.1155/2015/231825
13- Katsuki A, Sumida Y, Gabazza EC, Murashima S, Furuta M, Araki-Sasaki R, et al. Homeostasis model assessment is a reliable indicator of insulin resistance during follow-up of patients with type 2 diabetes. Diabetes care. 2001; 24(2): 362-5. DOI: 10.2337/diacare.24.2.362
14- Ghasemi A, Khalifi S, Jedi S. Streptozotocin-nicotinamide-induced rat model of type 2 diabetes. Acta Physiologica Hungarica. 2014;101(4):408-20 .DOI: 10.1556/APhysiol.101.2014.4.2
15-  Giannarelli R, Aragona M, Coppelli A, Del Prato S. Reducing insulin resistance with metformin: the evidence today. Diabetes Metab. 2003; 29(4): 6S28-6S35. DOI: 10.1016/S1262-3636(03)72785-2
16- Maier VH, Melvin DR, Lister CA, Chapman H, Gould GW, Murphy GJ. v-and t-SNARE protein expression in models of insulin resistance: normalization of glycemia by rosiglitazone treatment corrects overexpression of cellubrevin, vesicle-associated membrane protein-2, and syntaxin 4 in skeletal muscle of Zucker diabetic fatty rats. Diabetes. 2000; 49(4): 618-25. DOI: 10.2337/diabetes.49.4.618
17- Abbasi Oshaghi E, Goodarzi MT, Higgins V, Adeli K. Role of resveratrol in the management of insulin resistance and related conditions: Mechanism of action. Crit Rev Clin Lab Sci. 2017; 54(4): 267-93. DOI: 10.1080/10408363.2017.1343274
18- Boström P, Andersson L, Vind B, Håversen L, Rutberg M, Wickström Y, et al. The SNARE protein SNAP23 and the SNARE-interacting protein Munc18c in human skeletal muscle are implicated in insulin resistance/type 2 diabetes. Diabetes. 2010; 59(8): 1870-8. DOI: 10.2337/db09-1503
19- Schlaepfer IR, Pulawa LK, Ferreira LDC, James DE, Capell WH, Eckel RH. Increased expression of the SNARE accessory protein Munc18c in lipid-mediated insulin resistance. J Lipid Res. 2003; 44(6): 1174-81. DOI: 10.1194/jlr.M300003-JLR200
 
 
[3] Type 2 Diabetes
[4] Soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor
[5] synaptosomal-associated protein 23
[6] syntaxin-4
[7] vesicle-associated membrane protein 2
[8] Soleus muscle
[9] Revolutions per minute
[10] Pipetting
[11] Diethyl pyrocarbonate
[12] Homeostatic model assessment (HOMA) (insulin resistance index)
[13] AMP-activated protein kinase
نوع مطالعه: مقاله اصیل پژوهشی | موضوع مقاله: بيوشيمي
دریافت: 1400/4/19 | پذیرش: 1400/6/14 | انتشار الکترونیک پیش از انتشار نهایی: 1400/6/20 | انتشار الکترونیک: 1400/6/27

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به مجله علمی دانشگاه علوم پزشکی بیرجند می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2024 CC BY-NC 4.0 | Journal of Birjand University of Medical Sciences

Designed & Developed by : Yektaweb