Naslov Izražaj čimbenika neovaskularizacije u uvjetima eksperimentalne hiperglikemije u CD26 deficijentim miševima
Autor Anja Kovač
Mentor Lara Batičić Pučar (mentor)
Mentor Ester Pernjak-Pugel (mentor)
Član povjerenstva Anđelka Radojčić Badovinac (predsjednik povjerenstva)
Član povjerenstva Dijana Detel (član povjerenstva)
Član povjerenstva Ester Pernjak-Pugel (član povjerenstva)
Član povjerenstva Lara Batičić Pučar (član povjerenstva)
Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj Sveučilište u Rijeci (Fakultet biotehnologije i razvoja lijekova) Rijeka
Datum i država obrane 2018-07-27, Hrvatska
Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana BIOTEHNIČKE ZNANOSTI Biotehnologija
Sažetak Uvod: Dipeptidil-peptidaza IV, odnosno molekula CD26 (DPP IV/CD26) ubikvitaran je transmembranski protein i serinska proteaza koja cijepa brojne biološki aktivne supstrate među kojima i one važne u regulaciji koncentracije glukoze u krvi. Prethodna istraživanja ukazala su na važnu ulogu DPP IV/CD26 u procesu angiogeneze, migracije stanica i apoptoze. Međutim, patofiziološki procesi cijeljenja rana u dijabetesu, koji predstavljaju značajan javnozdravstveni problem, nedovoljno su razjašnjeni. Pretpostavka ovog istraživanja je da DPP IV/CD26 ima važnu ulogu u procesu cijeljenja rana u uvjetima eksperimentalne hiperglikemije putem utjecaja na izražaj ključnih čimbenika neovaskularizacije.
Cilj istraživanja bio je uspostaviti pokusni model dijabetesa te model cijeljenja rana u CD26 deficijentnom (CD26-/-) i u divljem tipu miša (C57BL/6), te ispitati utječe li nedostatak DPP IV/CD26 na izražaj važnih čimbenika neovaskularizacije (VEGF i HIF-1α), praćenjem makroskopskih i mikroskopskih promjena tijekom procesa regeneracije i reparacije tkiva u uvjetima eksperimentalne hiperglikemije. Materijali i metode: Pokusnim životinjama CD26-/- i C57BL/6 soja induciran je eksperimentalni dijabetes intraperitonealnom aplikacijom otopine streptozotocina u citratnom puferu u dozi od 50 mg/kg tijekom 5 dana. Razvoj dijabetesa potvrđen je temeljem kliničkih, biokemijskih i histoloških parametara. Potom su pokusnim životinjama inducirane rane na dorzalnom dijelu tijela te su životinje žrtvovane drugog, četvrtog, sedmog, desetog i petnaestog dana cijeljenja rana. Provedena su histomorfometrijska, patohistološka i imunohistokemijska istraživanja na uzorcima tkiva rana, kontrolnih koža i gušterači. Određivan je izražaj čimbenika neovaskularizacije VEGF i HIF-1α, stupanj regeneracije koriuma te stupanj neovaskularizacije koriuma. Spektrofotometrijski je praćena enzimska aktivnost DPP IV/CD26 u tkivu kože rana divljeg tipa životinja tijekom procesa cijeljenja rana tkiva u uvjetima eksperimentalne hiperglikemije.
Rezultati: Analiza rezultata potvrdila je bolju toleranciju glukoze u CD26-/- soju miševa u odnosu na divlji tip. Histomorfometrijska analiza tkiva rana pokazuje veći stupanj regeneracije koriuma i smanjeno trajanje upalne faze u CD26-/- soju miševa dok C57BL/6 miševi pokazuju sporije stvaranje novog epidermisa i prekrivanje rane. Nadalje, nedostatak DPP IV/CD26 pozitivno utječe na bujanje veziva i retrakciju tkiva. Izražaj čimbenika neovaskularizacije HIF-1α i VEGF statistički je značajno viši (p<0,05) kod CD26-/- životinja u odnosu na C57BL/6 soj,
u svim ispitivanim danima cijeljenja tkiva. Broj novostvorenih kapilara u koriumu statistički je značajno viši (p<0,05) sedmog i desetog dana u CD26-/- soju u odnosu na C57BL/6 soj. Enzimska aktivnost DPP IV/CD26 statistički je značajno snižena (p<0,05) u tkivu rana u uvjetima eksperimentalne hiperglikemije kod C57BL/6 miševa drugog, četvrtog i sedmog dana cijeljenja u odnosu na odgovarajuću kontrolu.
Zaključak: Potvrđena je pretpostavka o značajnoj ulozi DPP IV/CD26 u homeostazi glukoze te u procesu regeneracije i reparacije tkiva u uvjetima eksperimentalne hiperglikemije. Nedostatak molekule CD26 povezan je s boljom tolerancijom glukoze, manje izraženim upalnim odgovorom, povećanjem izražaja čimbenika neovaskularizacije HIF-1α i VEGF te poboljšanom neovaskularizacijom koriuma u procesu cijeljenja rana kože. Dobiveni rezultati ukazuju na značajnost inhibicije DPP IV/CD26 kao moguće terapije u liječenju poremećaja cijeljenja rana u oboljelih od dijabetesa.
Sažetak (engleski) Introduction: Dipeptidyl-peptidase IV or molecule CD26 (DPP IV/CD26) is a ubiquitous transmembrane protein and a serine protease that cleaves numerous biologically active substrates, including those with important role in regulating blood glucose concentrations. Previous studies have indicated the important role of DPP IV/CD26 in angiogenesis, cell migration and apoptosis. However, the pathophysiological processes of wound healing in diabetes, which represent a significant public health problem, are not sufficiently clarified. The hypothesis of this research is a significant role of DPP IV/CD26 in the process of wound healing under experimental hyperglycemia conditions.
The aim of this study was to establish an experimental model of diabetes and an experimental model of wound healing in CD26 deficient (CD26-/-) and wild type mice (C57BL/6), and to determine whether the DPP IV/CD26 deficiency influences on important neovascularization factors (VEGF and HIF-1α) by monitoring macroscopic and/or microscopic changes during the process of tissue regeneration and reparation under experimental hyperglycemia conditions.
Materials and methods: The experimental model of diabetes was induced in CD26-/- and C57BL/6 mice by intraperitoneal administration of a streptozotocine solution in a citrate buffer at a dose of 50 mg/kg for 5 days. The development of diabetes was confirmed on the basis of clinical, biochemical and histological parameters. Then, experimental wounds were induced on the dorsal part of experimental animals, and animals were sacrified on the second, fourth, seventh, tenth and fifteenth days of wound healing. Histomorphometric, histopathological and immunochemical analysis of wound, control skin tissue and pancreas were preformed. The expression of neovascularization factors of VEGF and HIF-1α, the degree of corium regeneration and the degree of neovascularization of the corium during cutaneous wound healing was determined. The enzymatic activity of tissue DPP IV/CD26 in wild type animals during the wound healing process in experimental conditions of hyperglycemia was measured using a spectrophotometric method.
Results: Obtained results confirmed a better tolerance of glucose in CD26-/- mice compared to the wild type. Histomorphometric analysis of wound tissue confirmed a higher degree of cortex regeneration and decreased duration of the inflammatory
phase in CD26-/- mice, while C57BL/6 mice show slower formation of new epidermis and wound coverage. Furthermore, DPP IV/CD26 deficiency positively affects the formation of connective tissue as well as tissue. Expression of neovascularization factors HIF-1α and VEGF were statistically significantly higher (p<0.05) in CD26-/- animals compared to C57BL/6 mice in all examined days of tissue healing. The number of new capillaries in the cortex was statistically significantly higher (p<0.05) on the seventh and tenth day in the CD26-/- mice compared to C57BL/6 animals. The enzymatic activity of DPP IV/CD26 in wound tissue in conditions of experimental hyperglycemia, was statistically significantly lower (p<0.05) in C57BL/6 mice on the second, fourth and seventh day of healing compared to physiological values.
Conclusion: The hypothesis of a significant role of DPP IV/CD26 in glucose homeostasis and in the process of tissue and reparation in conditions of experimental hyperglycemia has been confirmed. CD26 deficiency is associated with an improved glucose tolerance, a lower inflammatory response, increased expression of HIF-1α and VEGF neovascularization factors, and enhanced neovascularization of the cortex in healing wounds. Obtained results indicate the significance of DPP IV/CD26 inhibition as a possible therapy in the treatment of wound healing disorders in diabetic patients.
Ključne riječi
cijeljenje rana
dijabetes
dipeptidil-peptidaza IV (DPP IV/CD26)
HIF-1α
hiperglikemija
neovaskularizacija
VEGF
Ključne riječi (engleski)
diabetes
dipeptidyl-peptidase IV (DPP IV/CD26)
HIF-1α
hyperglycemia
neovascularization
VEGF
wound healing
Jezik hrvatski
URN:NBN urn:nbn:hr:193:622957
Studijski program Naziv: Istraživanje i razvoj lijekova Vrsta studija: sveučilišni Stupanj studija: diplomski Akademski / stručni naziv: magistar/magistra istraživanja i razvoja lijekova (mag. pharm. inv.)
Vrsta resursa Tekst
Način izrade datoteke Izvorno digitalna
Prava pristupa Pristup korisnicima matične ustanove
Uvjeti korištenja
Datum i vrijeme pohrane 2018-09-11 07:32:25