O transplante de ilhotas pancreáticas restabelece a secreção de insulina em pacientes diabéticos tipo 1 lábil. A despeito dos avanços da técnica de isolamento de ilhotas, a inabilidade de se obter um número suficiente de células de um único doador persiste como um obstáculo para o sucesso desse transplante. A identificação dos fatores relacionados com o dano das ilhotas pancreáticas durante todo o procedimento do transplante tem sido buscada na tentativa de desenvolver terapias capazes de minimizar a perda de células e otimizar a enxertia das ilhotas transplantadas, reduzindo, assim, a necessidade de múltiplos doadores para o alcance da independência de insulina. A morte encefálica (ME) está associada a uma inflamação sistêmica que produz profundas alterações fisiológicas na condição hemodinâmica do doador, antes mesmo do início do processo de retirada dos órgãos. Essa característica única do doador cadavérico influencia negativamente a função dos órgãos pós-transplante, o que torna os cuidados com o doador uma peça chave no cenário dos transplantes de órgãos. Contudo, o uso de protocolos com terapias específicas, como a reposição de hormônios tireoidiano e suprarrenal, tem demonstrado eficácia muito limitada em melhorar os desfechos de órgãos transplantados. Os resultados desta pesquisa demonstram que marcadores inflamatórios estão aumentados no estado de ME. A precipitação da ME é seguida de um aumento das concentrações de fator de necrose tumoral-α (TNF-α) e interleucina-6 (IL-6) no sangue e de TNF-α no tecido pancreático, mas não de fator tecidual (FT), cuja expressão já conhecida em ilhotas isoladas provavelmente se deva a fatores de estresse relacionados ao isolamento das células. Esse aumento de TNF-α pode explicar, pelo menos em parte, os melhores desfechos alcançados por protocolos de transplante de ilhotas que incluem o uso de receptores solúveis do TNF-α. Em conclusão, a ME está associada a um aumento da expressão de TNF-α no sangue e no tecido pancreático humano. Portanto, o uso de terapias anti-inflamatórias dirigidas ao doador de múltiplos órgãos pode tornar-se uma estratégia promissora para melhorar os resultados dos transplantes de ilhotas.

A suplementação dietética com AGCM induz resistência à insulina, redução de peso ponderal e aumento da adiposidade em ratos Wistar. Adipócitos isolados apresentam reduzidas captação de glicose estimulada por insulina e atividade/fosforilação da proteína AMPK. A expressão protéica do IR no tecido hepático está aumentada em animais tratados com AGCM com redução do grau de fosforilação, enquanto que o grau de fosforilação da proteína AKT permaneceu semelhante entre os grupos. Ilhotas pancreáticas isoladas apresentam redução na secreção de insulina quando incubadas com altas concentrações de glicose, diminuição do conteúdo total de insulina, hipersensibilidade a leucina e/ou arginina e aumento do percentual de morte celular com diminuída expressão da proteína AKT_1 . Desta forma, utilização em longo prazo dessa estratégia nutricional pode interferir no crescimento normal do indivíduo, na sensibilidade à insulina e possívelmente, desenvolvimento e instalação do diabetes. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT: The introduction of MCFA into diet induces insulin resistance, reduced body weight gain, and increased adiposity in Wistar rats. Isolated adipocytes have reduced insulin induced glucose uptake and phosphorylation/activation of AMPK protein. The insulin receptor protein expression is increased in liver of MCFA fed rats accompanied by reduced tyrosine phosphorylation, with similar AKT serine phosphorylation. Isolated pancreatic islets had reduced glucose stimulated insulin secretion due to high glucose exposure and reduced insulin content; higher insulin secretion induced by leucine and arginine, and increased apoptosis with reduced AKT protein level. In these regard, the chronic ingestion of MCFA may interfere with normal body growth, with the insulin sensitivity and may participate with the development of diabetes.

Orientador: Everardo Magalhães Carneiro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-06T11:23:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Filiputti_Eliane_D.pdf: 3662221 bytes, checksum: e40ea0446558f8556a8352fd8c98a5fc (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Suspeita-se que a desnutrição intra-uterina e pós-natal produzam mudanças morfológicas e funcionais no pâncreas endócrino e em tecidos periféricos, que se traduzem em insulinopenia e resistência à insulina. Baseado nessas complicações avaliou-se neste trabalho a regulação da secreção de insulina em ilhotas de Langerhans de ratos e camundongos submetidos à restrição protéica e suplementados com leucina. A suplementação com leucina não modificou hábitos alimentares, ingestão hídrica e o peso corpóreo dos animais em estudo, mas alterou parâmetros bioquímicos importantes como glicose (G), ácidos graxos (AGL) em animais desnutridos. A fosforilação do receptor de insulina (IR) e de seu substrato (IRS-l) foi modificada em fígado e músculo levando a uma melhoria na homeostasia glicêmica em ratos desnutridos, a metabolismo de glicose em ilhotas de ratos controle e desnutridos teve redução após suplementação, a potencial de membrana das células B foi restaurado, o movimento de cálcio citoplasmático e a secreção de insulina estimulada por G e leucina apresentaram aumentados em ilhotas de ratos e camundongos desnutridos. Alterações ocorreram também no perfil eletroforético de proteínas citoplasmáticas após suplementação com leucina em ilhotas de ratos. Expressão gênica e protéica de proteínas chaves na cascata de sinalização de insulina como IR, IRS-l, PI3K, mTaR e S6K-l se alteraram em resposta à suplementação com leucina em ilhotas de ratos desnutridos, favorecendo vias de crescimento, em especial o aumento da PI3K a qual resultou em aumento de sua atividade em ilhotas de ratos controle e desnutridos. Por fim, podemos concluir que a suplementação com leucina promoveu modulação da sensibilidade periférica em fígado e músculo de maneira tecido específica. Isto confere uma regulação da homeostase glicêmica de maneira distinta entre animais controle e desnutridos suplementados. Além disso, direcionam para que os sinais metabólicos produzidos pela leucina devam promover seus efeitos, em ilhotas de Langerhans, via dois sensores: a GDH que controla a glutaminólise, e por outro lado está a PI3K que deve exercer seu papel, ativando vis envolvidas com a síntese protéica através da mTOR. Estes dois sensores devem atuar sinergicamente participando do rearranjo da concentração citosólica dos íons cálcio, principalmente em ilhotas de animais desnutridos que foram suplementados com leucina / Abstract: We think that intra-uterine mal nutrition and after birth produce morphological and changes in endocrine pancreas and in peripheric tissue that translate insulinopenia and insulin resistance. Based on these complications we have evaluated in this work the insulin secretion regulation in Langerhans islets from rats and mice fed a low protein diet and supplemented with leucine. The leucine supplementation hasn't changed the diet in the hybrid ingest and body weight but has changed important biochemistry standards as glucose (G) and FFA in malnutrition animals. The insulin receptor phosphorilation and its substract have been changed in liver and musc1e leading to an increase in glicemic homeostase in malnutrition rats. The glucose metabolism in control and malnutrition rats' islets had one reduction after supplementation. B cells potential membranes were restored; the citoplasmatic ca1cium movement and insulin secretion were stimulated by glucose and leucine. They have showed an increased in islets of control and malnourished rats and mice islets. Some alterations have also occurred in the citoplasmatic protein eletrophoretic profile after leucine supplementation in rats islets. The genetic and protein expression from key enzymes in the insulin cascade signalization as: IR; IRS-l; PI3K; mTOR and S6K-l have altered in leucine supplementation answer in malnutrition islets rats favoring growth pathways specially PI3K increase which resulted in an increasement of control and malnutrition rats islets activity. In the end we can conc1ude that the leucine supplementation has promoted peripheric sensibilization in liver and muscle in specific tissue manner. This confirms one glicemic homeostase regulation in distinct manner among control and malnutrition both supplemented animals. Furthermore they lead the metabolic signals produced by leucine should promote their effects in Langerhans islets throw sensor ways: GDH which controls glutaminolisis and on the otherhand is PI3K that should do its role activating growth pathways throw mTOR. These two sensors should work in synergism participating in citosolic concentration changes of ca1cium ions mainly in malnutrition animals' islets, which were supplemented. / Doutorado / Fisiologia / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Jose Roberto Bosqueiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-06T10:10:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Roma_LeticiaPrates_M.pdf: 861159 bytes, checksum: 232359e1de6e654ce6bb13758ca58bd2 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: As células B pancreáticas possuem controle multifatorial que permite a secreção de insulina em quantidade e tempo adequados. Os glicocorticóides modulam a secreção de insulina dependendo do tempo e dose em que forem utilzados. Assim,o presente trabalho teve por objetivo analisar as alterações na expressão gênica e protéica de ilhotas de ratos tratados com dexametasona (1mg/kg, 5dias). Utilizando a técnica de cDNA Macroarray observamos que dos 1176 genes presentes na membrana, 66 tiveram sua expressão aumentada e 38 genes tiveram sua expressão diminuída. Os genes com expressão aumentada pertencem às vias de estresse celular (JNK1), inibidores do ciclo celular (p21) e vias de apoptose (Baxa e Fas). Os genes com expressão diminuída pertencem ao ciclo celular (ciclinas D1 e D2, CDK4) e vias de sinalização PI3K, AKT1 e P70. Demonstramos também aumento na expressão protéica da Bax a, redução na expressão da proteína anti-apoptótica Bcl-2, PI3K e P70. Animais tratados com dexametasona por 5 dias possuem níveis plasmáticos aumentados de insulina, triglicérides e ácidos graxos livres. Ilhotas isoladas de animais tratados com dexametasona por 5 e 10 dias apresentaram maior secreção de insulina em relação aos controles, em concentrações basais e estimulatórias de glicose e 40mM de potássio. Porém, o tratamento por 10 dias com dexametasona induziu diminuição na secreção de insulina quando comparado aos animais tratados por 5 dias. Nossos dados sugerem o tratamento com dexametasona pode modular (direta ou indiretamente) a expressão de diversos genes e proteínas envolvidas na apoptose e sobrevivência de células na ilhota pancreática. Essa modulação pode, em longo prazo, se refletir na secreção de insulina como visto nos animais tratados por 10 dias / Abstract: Insulin secretion from pancreatic B-cells is regulated by nutrients like glucose and amino acids and by neurotransmitters, and hormones. Since glucocorticoids modulate insulin secretion we investigated the effects of dexamethasone on gene and protein expression in pancreatic islets from rats treated with the glucocorticoid for 5 days (mg/kg/day). Using cDNA array analysis we found that, out of 1176 genes presented in the array, 66 were up-regulated and 38 down-regulated after dexamethasone treatment. RT-PCR confirmed the macroarray results for 4 genes whereas the expression of these transcripts was confirmed by Western blotting for the corresponding proteins. Many of the up-regulated genes are implicated in apoptosis (Bax a, Fas), cell cycle regulation (p21) and stress response (JNK1) whereas many of the down-regulated were involved in cell cycle progression (cyclins D1 and D2, and CDK4), and survival and proliferations pathways (PI3K, AKT, P70). The protein expression of Bax a was increased whereas Bcl-2, PI3K and P70 repressed. The rats treated with dexamethasone for 5 days showed higher insulin, triglicerides and free fatty acids plasma levels than controls. The insulin secretion, in response to glucose and high concentrations of K+, in islets isolated from dexamethasone-treated rats for 5 and 10 days was higher than control rats. However, after 10 days of treatment with dexamethasone the insulin secretion was lower than after 5 days, but still higher than controls. In conclusion, these data indicate that dexamethasone-treatment (directly or indirectly) modulates the expression of several genes and proteins involved in apoptosis and survival of pancreatic islet-cells, and could, thereafter, modulates the insulin secretion in rats treated for 10 days / Mestrado / Fisiologia / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Antonio Carlos Boschero / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-13T00:36:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rezende_LuizFernandode_D.pdf: 9509933 bytes, checksum: fc8e235ac3d4242d8e48c28911285e25 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Introdução: O CNTF pertence à família da IL-6, e sendo assim, sinaliza pelo complexo receptor gp130, ativando diversas vias de sinalização dependendo do tipo celular, principalmente as vias STAT3, MAPK e PI3K. Seus efeitos incluem diferenciação e/ou sobrevivência neuronal, e é diferencialmente expresso ao longo da vida do animal. As ilhotas pancreáticas, por sua vez, são ricamente enervadas e expressam receptores para NGFs, podem apresentar respostas neurotípicas e expressam o CNTF. O objetivo desse estudo foi investigar os possíveis efeitos do CNTF sobre a diferenciação e/ou sobrevivência de ilhotas pancreáticas de ratos neonatos, qual(is) via(s) de sinalização ele ativa nessas ilhotas e como é expresso nelas ao longo da vida dos animais. Material e Métodos: Ilhotas pancreáticas de ratos neonatos (1-2 dias) foram isoladas pelo método de colagenase e cultivadas por 3 dias em meio RPMI com (CNTF) ou sem (CTL) 1nM de CNTF. Após isso, foram analisados a secreção de insulina estimulada por glicose (RIE), metabolismo (MTS, produção de NADPH), metabolismo de glicose (produção de 14CO2), expressão gênica (RTPCR), protéica (Western-Blot), atividade de caspase-3 (DEVD) e apoptose (fragmentação de DNA). Resultados: O CNTF reduziu a secreção de insulina estimulada por glicose e o metabolismo de ilhotas pancreáticas, não alterando o metabolismo de glicose e expressão de proteínas cruciais para a função das ilhotas. Por outro lado, o CNTF aumentou a expressão de proteínas relacionadas à sobrevivência das ilhotas pancreáticas, como Cx36, PAX4, e BCL-2, reduziu a atividade da caspase-3 e a apoptose das ilhotas. O CNTF também aumentou a fosforilação de STAT3, sua translocação ao núcleo e expressão de genes-alvo, como a SOCS-3, levando à redução da GSIS e sobrevivências observadas, apesar de não ativar as vias da MAPK e PI3K. Mais ainda, a expressão do CNTF é aumentada em ilhotas pancreáticas de ratos de 2 meses de idade, e assim permanecendo até os 20 meses de idade. Conclusão: O CNTF não promove a maturação de ilhotas pancreáticas, mas sim sua sobrevivência, e esses efeitos são mediados através da via JAK/STAT3, sem ativar as vias MAPK ou PI3K. Finalmente, o CNTF possui expressão diferenciada ao longo da vida do animal / Abstract: Introduction: CNTF belongs to the IL-6 cytokine family and as such, it signals through gp130 receptor complex, activating many pathways depending on the cell-type, mainly STAT3, MAPK and PI3K. Its effects include increased neuron differentiation and/or survival, and are differentially expressed throughout the animal life. Meanwhile, pancreatic islets are richly innervated and express receptors for NGFs, may undergo neurotypic responses, and express CNTF. The aim of this study was to investigate possible effects of CNTF on neonatal rat pancreatic islet differentiation and/or survival, which signalling pathway (s) it activates on pancreatic islets and how it is expressed in the pancreatic islets throughout the animal life. Methods: Pancreatic islets from neonatal rats (1-2 d old) were isolated by the collagenase method and cultured for 3 days in RPMI medium with (CNTF) or without (CTL) 1nM of CNTF. Thereafter, glucose-stimulated insulin secretion (RIA), general metabolism by (NAD(P)H production) (MTS), glucose metabolism (14CO2 production), gene (RT-PCR), protein expression (Western-Blot), caspase-3 activity (DEVD), and apoptosis (DNA fragmentation) were analysed. Results: CNTF reduced pancreatic islets GSIS and metabolism, whereas not affecting glucose metabolism and the expression of proteins crucial for the islets function. Conversely, CNTF significantly expression of proteins related pancreatic islets survival, such as Cx36, PAX4, and BCL-2, reduced caspase-3 activity and islet-cells apoptosis. CNTF also increases STAT3 fosforilation, translocation to the nuclei and expression of target genes, resulting in the reduced GSIS and survival observed, although not affecting MAPK and PI3K pathways. Moreover, CNTF expression is increased in rats pancreatic islets after 2 months of age, and it remains so until 20 months of age. Conclusion: CNTF has no effect over maturation of pancreatic islets function, whereas it improves pancreatic islets survival, and also that these effects are mediated through JAK/STAT3 but not through MAPK or PI3K pathways. Finally, CNTF is differentially expressed in rat pancreatic islets throughout the animal life / Doutorado / Fisiologia / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Everardo Magalhães Carneiro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-13T09:09:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ribeiro_RosaneAparecida_D.pdf: 2339564 bytes, checksum: 146ea5a2123d76628db5f4758417e020 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Neste estudo, investigamos os efeitos da suplementação com taurina (TAU; 2% adicionada à água de beber) sobre a tolerância à glicose e a secreção de insulina frente a diferentes secretagogos em camundongos adultos. Camundongos suplementados apresentaram aumento da tolerância à glicose e da sensibilidade à insulina. Ilhotas isoladas destes animais secretaram mais insulina em resposta à glicose e L-leucina. A oxidação da L-leucina foi maior no grupo TAU, não havendo diferenças quanto ao consumo de glicose, concentrações de ATP e expressão do transportador da glicose (GLUT) 2 e da glicoquinase (GCK). A captação de Ca2+, na presença de glicose, e a expressão protéica da subunidade ß2 do canal de Ca2+ sensível à voltagem foi maior no grupo TAU comparado ao controle (CTL). Ainda, a expressão protéica da PL (fosfolipase) C ß 2 e da PK (proteína quinase) Aa, bem como a secreção de insulina em resposta a agentes potencializadores tais como carbacol (Cch) e IBMX, foi maior nas ilhotas TAU. A mobilização intracelular de Ca2+ induzida por Cch foi também maior em ilhotas deste grupo, e observamos que a inibição da PKA reduziu a captação de Ca2+ em resposta à glicose no grupo suplementado. Além disso, ilhotas TAU secretaram mais glucagon em relação a ilhotas CTL, quando em presença de baixa concentração de glicose. Concluindo, a suplementação com TAU melhora a homeostase glicêmica e aumenta a secreção de insulina de ilhotas isoladas e incubadas na presença de nutrientes e agentes potencializadores da secreção. Os efeitos sobre a secreção estão relacionados ao melhor manejo dos íons Ca2+ pelas células insulares provenientes dos animais suplementados com TAU. / Abstract: In this study, we investigated the effects of taurine (TAU)-supplementation (2% in the drinking water) on glucose tolerance and insulin secretion stimulated by different secretagogues in adult mice. TAU-supplemented mice showed enhanced glucose tolerance and insulin sensitivity when compared to controls (CTL). In addition, their islets secreted more insulin in response to high concentrations of glucose and L-leucine. L-[U-14C]leucine oxidation was higher in TAU islets compared with CTL islets, whereas D-[U-14C]glucose oxidation, ATP levels, and the protein expression of the glucose transporter (GLUT) 2 and of glucokinase (GCK) were similar. 45Ca uptake induced by high glucose concentrations was increased in TAU islets as well as the expression of the ß2 subunit of the L-type Ca2+ channel. In addition, the insulin secretion induced by carbachol (Cch) and IBMX, but not, by forskolin and PMA was higher in TAU-supplemented compared with CTL islets. The higher insulin secretion in the presence of Cch is accompanied by an increase in the expression of PL (phospholipase) C ß 2 protein and a higher intracellular Ca2+ mobilization. Besides, TAU-supplemented islets showed increased PK (protein kinase) Aa expression. Since the increase in Ca2+ uptake induced by glucose in TAU islets was minimized by the presence of the PKA inhibitor, H89, this kinase seems to be important for the better Ca2+ handling in these islets. TAUsupplementation also turns the a-cells more sensitivity since these cells secreted more glucagons compared with CTL islets. In conclusion, TAU supplementation enhances glucose tolerance and insulin sensitivity in mice and turns the islets more sensitive to nutrients and to potentiators of secretion. The effect on insulin secretion seems to be linked to a better Ca2+ handling by ß-cells. / Doutorado / Fisiologia / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Antonio Carlos Boschero / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-08T03:25:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cunha_DanielAndradeda_D.pdf: 2004407 bytes, checksum: 40e252218ab6f8007c9bfb5afde02a52 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Prolactina induz a maturação da resposta secretória das células B pancreáticas em ilhotas de ratos neonatos in vitro. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar se a maturação na resposta a glicose, induzida pela prolactina, está associada a alterações na expressão, associação e fosforilação de proteínas envolvidas na mobilização e extrusão dos grânulos de insulina. Para isso, ilhotas pancreáticas de ratos neonatos foram cultivadas por cinco dias em presença de prolactina e após extração do RNA e proteína total foram realizados RT-PCR e western blot. Observamos aumento na expressão gênica e protéica da MAP-2 e cinesina em ilhotas cultivadas com prolactina. Analisamos também a associação e fosforilação através de imunoprecipitação seguido de western blot de proteínas SNARE e MAP-2/cinesina em ilhotas estimuladas agudamente (20 min) com prolactina. Prolactina aumentou a associação entre proteínas SNARE e MAP-2/cinesina e reduziu a ligação entre sintaxina IA/munc-I8. Fosforilação em resíduos serina das proteínas SNAP-25, sintaxina IA, munc-I8 e MAP-2 encontravam-se aumentadas enquanto que da cinesina foi diminuída, em ilhotas estimuladas com prolactina. Ainda, foi observado aumento na formação do complexo SNARE em ilhotas agudamente estimuladas com prolactina, 22 mM de glicose, 40 de mM K+, 200 J.lMde carbacol e I J.lMde PMA (ativador da PKC). A inibição da via da MAP cinase, por PD098059, bloqueou a formação do complexo SNARE e fosforilação da sintaxina induzida por prolactina. Desta forma, podemos concluir que prolactina auxilia na maturação das células B por aumentar a expressão, fosforilação e associação de proteínas que compõem a maquinaria de extrusão dos grânulos de insulina, provavelmente via MAP cinase/PKC / Abstract: Prolactin induces maturation of insulin secretion in cultured neonatal rat islets. In this study, we investigated whether the improved secretory response to glucose caused by prolactin involves alteration in the expression, association and phosphorylation of several proteins that participate in these processes. Messenger RNA was extracted from neonatal rat islets cultured for five days in the presence of prolactin and reverse transcribed. Gene expression was analyzed by semi-quantitative RT-PCR and by western blotting for proteins. The gene transcription and protein expression of kinesin and MAP-2 were increased in prolactin-treated islets compared to the controls. The association and phosphorylation of proteins was analyzed by immunoprecipitation followed by western blotting, after acute exposure to prolactin. Prolactin increased the association between SNARE proteins and kinesin/MAP-2 while the association of munc-I8/syntaxin IA was decreased. Serine phosphorylation of SNAP-25, syntaxin IA, munc-18, MAP-2 was significantly higher whereas kinesin phosphorylation was decreased in prolactintreated islets. There was an increase in SNARE complex formation in islets stimulated with prolactin, 22 mM glucose, 40 mM K+, 200 f.lMcarbachol and 1 f.lMPMA (pKC activator). The prolactin-induced increase in the formation of SNARE complex and syntaxin IA phosphorylation was inhibited by PD098059, a blocker of the MAPK pathway. These findings indicate that prolactin primes pancreatic B-cells to release insulin by increasing the expression and phosphorylation/association of proteins implicated in the secretory machinery, probably via the MAPKlPKC pathway / Doutorado / Fisiologia / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Antonio Carlos Boschiero / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-09T03:49:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_KellyElizeuda_M.pdf: 1866524 bytes, checksum: 87ae185f2da61d551d322f4375943e54 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O INGAP-PP é um pentadecapeptídeo constituído pela seqüência de aminoácidos do resíduo 104 ao 118 do INGAP (Islet Neogenesis Associated Protein), o qual é expresso no pâncreas exócrino e também nas células ductais durante a neogênese de células ßpancreáticas. Nesse trabalho, analisamos o efeito do tratamento crônico (4 dias) com INGAP-PP sobre a secreção de insulina, expressão gênica e protéica das subunidades Kir6.2 e SUR1 que formam o canal de K+ATP e do fator de transcrição Foxa2 (regulador da expressão das subunidades desse canal), em ilhotas isoladas de ratos adultos. As ilhotas tratadas com INGAP-PP (10 µg/mL) secretaram significativamente mais insulina quando incubadas por 1 h em concentrações entre 2.8 e 22.2 mM de glicose em comparação às ilhotas controles. Resultados de RT-PCR mostram que ilhotas tratadas com INGAP-PP tiveram expressão gênica do Foxa2 e das subunidades SUR1 e Kir6.2 aumentada. A expressão das proteínas SUR1 e Foxa2, analisada por Western Blotting, também foi maior nas ilhotas tratadas com INGAP-PP. Quando perfundidas na presença de 22,2 mM de glicose o aumento da secreção de insulina pelas ilhotas tratadas se manifestou com um primeiro pico secretor significativamente maior do que as ilhotas controles. Em presença de 2,8 mM de glicose, ilhotas tratadas com INGAP-PP secretaram mais insulina frente à concentrações despolarizantes de KCl ou tolbutamida (100 µM). Entretanto, a secreção de insulina estimulada por tolbutamida não diferiu entre os grupos em presença de 22,2 mM de glicose. A análise do efluxo de 86Rb mostrou que as ilhotas cultivadas com INGAP-PP apresentam menor efluxo do isótopo em relação às controle. Portanto, a maior secreção de insulina frente à glicose e concentrações despolarizantes de K+ indica que o tratamento com INGAP-PP induziu alterações que tornaram as células ßmais sensíveis a agentes despolarizantes. Quando associamos estes resultados ao aumento da expressão das proteínas formadoras do canal K+ATP e à redução do efluxo de 86Rb pelas ilhotas tratadas com INGAP-PP, podemos sugerir que o aumento no número de canais KATP pode ser um dos responsáveis pelo aumento na secreção de insulina nas ilhotas tratadas com o peptídeo / Abstract: Cultured adult rat islets were used to study the effect of INGAP-PP upon: a) gene expression of Kir6.2 and SUR1 of K+ATP channels and of their transcription factor Foxa2 (RT-PCR), b) protein levels (Western blotting) of SUR1 and Foxa2, c) static and dynamic insulin secretion elicited by metabolic and non metabolic stimuli and d) 86Rb efflux from perifused islets. INGAP-PP increased significantly the expression of Kir6.2, SUR1 and Foxa2 and the protein levels of SUR1 and Foxa2. Islets cultured with INGAPPP and further incubated for 1 h with 2.8 mM glucose, significantly enhanced the release of insulin in response to 40 mM KCl, and 100 µM tolbutamide. The dose-response curve of insulin secretion to increasing glucose concentrations (2.8 to 22.2 mM) shifted to the left in INGAP-PP-cultured islets with an EC50 of 10.0 ± 0.4 vs. 13.7 ± 1.5 mM glucose of the controls (P < 0,05). In dynamic studies INGAP-PP increased significantly the first-phase of insulin secretion elicited by either 22.2 mM glucose or 100 µM tolbutamide and promotes a higher glucose-induced reduction of 86Rb efflux from perifused islets. These results confirm the enhancing effect of INGAP-PP upon insulin release induced by different secretagogues and provide new evidence that such effect is due, at least partly, to an enhanced expression of the SUR1 and Kir6.2 genes of K+ATP channels and of the Foxa2 gene that controls their expression. They would also suggest that INGAP-PP could potentially be used to maintain the capacity of cultured islets to release insulin in response to glucose and maybe for the treatment of diabetes / Mestrado / Fisiologia / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Antonio Carlos Boschero / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-11T18:52:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barbosa_HelenaCristinadeLima_D.pdf: 1532159 bytes, checksum: fe4c9ebe74242b72b674f100ed50b427 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Islet Neogenesis Associated Protein (INGAP) aumenta a massa das células ß e potencializa a secreção de insulina induzida por glicose. Neste projeto, estudamos os efeitos de um pentadecapeptídeo contendo a seqüência 104 a 118 de aminoácidos do INGAP (INGAP-PP) sobre a expressão de genes das células insulares, expressão e fosforilação de componentes das vias PI3K e MAPK, sinalização colinérgica, bem como secreções dinâmica e estática de insulina, em ilhotas isoladas de ratos neonatos. Ilhotas cultivadas com INGAP-PP por 4 dias secretaram significativamente mais insulina em resposta a glicose, comparado às ilhotas controle. Análise do padrão da expressão, por macroarray, de ilhotas cultivadas com INGAP-PP, mostrou que de 2.352 genes fixados na membrana de nylon 210 apresentaram expressão aumentada e apenas 4 diminuída. Dentre os genes modulados positivamente pelo INGAP-PP vários estão relacionados com o metabolismo das células insulares, mecanismo de secreção de insulina, crescimento, maturação, manutenção da massa celular e exocitose. Exposição aguda de ilhotas neonatais ao INGAP-PP aumentou significativamente a fosforilação de Akt-Ser473 e ERK1/2-Thr202/Tyr204 bem como a secreção dinâmica de insulina frente a 2 e 20 mM de glicose. Ilhotas tratadas durante 4 dias com INGAP-PP também apresentaram aumento da expressão do receptor muscarínico M3 e da PLC-ß2. Essas ilhotas, quando expostas agudamente ao Cch tiveram fosforilação de P70S6K-Thr389 e ERK1/2 aumentada. Ainda, essas ilhotas secretaram mais insulina frente a estímulo colinérgico, comparado às ilhotas controle. Nossos resultados mostram que o INGAP-PP aumenta a secreção de insulina, a transcrição de vários genes importantes para a funcionalidade do pâncreas endócrino e a fosforilação de proteínas envolvidas nas vias PI3K e MAPK. O aumento da secreção de insulina bem como fosforilação de P70S6K e ERK1/2 pelo Cch sugere participação também da via colinérgica nos efeitos mediados pelo INGAP-PP. / Abstract: The Islet Neogenesis Associated Protein (INGAP) increases pancreatic ß-cell mass and potentiates glucose-induced insulin secretion. Here, we have studied the effects of the pentadecapeptide having the 104-118 amino acid sequence of INGAP (INGAP-PP) on the expression of genes related to the pancreatic islets, the expression and phosphorylation of components of the PI3K and MAPK pathways, the cholinergic signaling, and static and dynamic insulin secretion in neonatal rat islet. Islets cultured with INGAP-PP released significantly more insulin in response to glucose than controls. The macroarray analysis showed that 210 out of 2,352 genes, spotted in the nylon membranes, were up- ,regulated while only 4 were down-regulated by INGAP-PP-treatment. The main categories of genes modulated by INGAP-PP 4-days cultured islet include several genes related with islet metabolism, insulin secretion mechanism, growth, maturation, maintenance of islet-cell mass, and exocytosis. Shortterm exposure of neonatal islets to INGAP-PP significantly increased Akt-Ser473 and ERK1/2-Thr202/Tyr204 phosphorylation as well as insulin secretion from islets perifused with 2 and 20 mM glucose. Four-days cultured islets with INGAP-PP also showed increased expression of M3 receptor subtype and PLC-ß2 proteins. In addition, brief exposure of INGAP-PP-treated islets to Cch significantly increased P70S6KThr389 and ERK1/2 phosphorylation and these islets released more insulin when challenged with Cch. In conclusion, these data show that INGAP-PP enhances insulin secretion and transcription of several islet genes, and also increases the expression and phosphorylation of proteins involved in PI3K and MAPK pathways. The increased insulin secretion in response to Cch as well as P70S6K and ERK1/2 proteins phosphorylation, also suggest the participation of the cholinergic pathway in INGAP-PP mediated effects. / Doutorado / Fisiologia / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Não é claro como o receptor de glicocorticóide (GR) contrarregula a atividade do STAT5 na transição da gestação para a lactação. Dexras1 é uma pequena proteína G ativada por dexametasona (DEX), que regula morfologia celular, crescimento, etc. Neste estudo detectamos a expressão de Dexras1 em células beta de ilhotas pancreáticas. DEX induz a expressão de Dexras1 em células RINm5F, que está aumentada na gestação e diminuída na lactação. A expressão protéica de 11<font face=\"Symbol\">&#946HSD1, enzima ativadora de glicocorticóides (GCs), segue esse perfil. A ligação tanto do GR como do STAT5, analisada por ChIP assay, ao promotor do gene da Dexras1 aumentada por DEX é revertida por prolactina (PRL), e está diminuída e aumentada na gestação e lactação, respectivamente. DEX induz a associação ao GR, fosforilação e translocação nuclear do STAT5b. O silenciamento gênico de Dexras1 promoveu aumento da secreção de insulina, e aumentou os níveis de pERK1/2, pCREB, pPKC<font face=\"Symbol\">&#948 e PKA. Sendo assim, a regulação de Dexras1 por PRL e GCs contribui para a secreção de insulina característica do periparto. / It is not clear how glucocorticoid receptor (GR) counteracts STAT5 activity during the transition of pregnancy to lactation. Dexras1 is a small G protein activated by dexamethasone (DEX) that controls cell morphology, growth, etc. In the present study we detected Dexras1 expression in pancreatic beta cell. DEX induces Dexras1 expression in RINm5F cells, which is increased in pregnancy and decreased in lactation. The expression of 11<font face=\"Symbol\">&#946HSD1, the glucocorticoids (GCs) activating enzyme, followed Dexras1 profile in pancreatic islet. Both GR and STAT5b bindings to Dexras1 gene promoter, analyzed by ChIP assay, are increased by DEX and PRL counteracts this effect. Both bindings are decreased in pregnancy and increased in lactation. DEX induces STAT5b association to GR, phosphorylation and nuclear translocation. Dexras1 knockdown using small interference RNA (si-RNA) promoted an increase in insulin secretion, as well as increased levels of pERK1/2, pCREB, pPKC<font face=\"Symbol\">&#948 and PKA. Thus, Dexras1 regulation by PRL and GCs contributes to insulin secretion during peripartum.