Biểu hiện của đa hình gene thụ thể vitamin D, tác động của việc cho ăn dầu hạt lanh, và loãng xương ở chuột cái đã cắt buồng trứng mắc bệnh tiểu đường

Bulletin of the National Research Centre - Tập 42 - Trang 1-7 - 2018
Gamila S. M. El-Saeed1, Eman A. Elghoroury2, Safaa Morsy1, Hanan M. Aly3, Hanaa Wafaey1,4
1Department of Medical Biochemistry, National Research Centre, Cairo, Egypt
2Clinical Pathology, National Research Centre, Cairo, Egypt
3Cell Biology, National Research Centre, Cairo, Egypt
4Biochemistry Department, College of Science, King Abdulaziz University, Jeddah, Saudi Arabia

Tóm tắt

Vitamin D tham gia vào nhiều quá trình sinh học khác nhau bao gồm chuyển hóa xương, điều hòa sự tăng sinh và biệt hóa tế bào. Những biến đổi trong hệ thống nội tiết này đã liên quan đến một số bệnh lý phổ biến, bao gồm loãng xương và tiểu đường. Mục tiêu của nghiên cứu là đánh giá tác động của dầu hạt lanh đến sự cân bằng nội môi xương và xem liệu sự thay đổi ở các chỉ số hình thành xương có liên quan đến các đa hình của gene thụ thể vitamin D (VDR) như Bsm1 và Fok1 được nghiên cứu bằng kỹ thuật đa hình chiều dài đoạn cắt giới hạn (RFLP). Nghiên cứu bao gồm các con chuột được phân loại thành các nhóm: nhóm chứng, nhóm tiểu đường, nhóm tiểu đường được cho ăn dầu hạt lanh, nhóm đã cắt buồng trứng (ovx), và nhóm ovx-tiểu đường được cho ăn dầu hạt lanh. Yếu tố tăng trưởng insulin-1 (IGF-1), deoxypyridinoline (DPD) và osteocalcin đã tăng lên (1.470 ± 88.1), (160 ± 7.11), (21.25 ± 2.33) tương ứng ở nhóm ovx và có mối tương quan tích cực đáng kể (p < 0.05): các mức thấp nhất của chúng được phát hiện. Khi thêm dầu hạt lanh vào chế độ ăn. Mật độ khoáng xương (BMD) và nội dung (BMC) đã giảm (0.061 ± 0.0046), (0.041 ± 0.0048) ở tất cả các nhóm và tăng lên (0.070 ± 0.0046), (0.063 ± 0.0045) khi thêm dầu hạt lanh, với tỷ lệ 13.90 ± 0.01:21.10 ± 0.40 và có mối tương quan giữa dấu hiệu xương và đa hình gene sau khi nhận dầu hạt lanh. Bệnh tiểu đường có ảnh hưởng rõ rệt hơn đến sức khỏe xương so với cắt buồng trứng, và có tác động của gene và dầu hạt lanh có tác dụng tích cực trong việc ngăn ngừa loãng xương.

Từ khóa

#Vitamin D #thụ thể vitamin D #đa hình gene #dầu hạt lanh #loãng xương #chuột #sức khỏe xương #tiểu đường

Tài liệu tham khảo

Ames SK, Ellis KJ, Gunn SK, Copeland KC, Abrams SA (1999) Vitamin D receptor gene Fok1 polymorphism predicts calcium absorption and bone mineral density in children. J Bone Miner Res 14:740–746 Arai H, Miyamoto K, Taketani Y et al (1997) A vitamin D receptor gene polymorphism in the translation initiation codon: effect on protein activity and relation to bone mineral density in Japanese women. J Bone Miner Res 12:915–921 Baxter RC, Martin JL and Beniac VA (1989) ‘High molecular weight insulin-like growth factor binding protein complex’, Journal of Biological chemistry 264:11843–11848. Barr R, Macdonald H, Stewart A, McGuigan F, Rogers A, Eastell R, Felsenberg D, Glüer C, Roux C, Reid D (2010) Association between vitamin D receptor gene polymorphisms, falls, balance and muscle power: results from two independent studies (APOSS and OPUS). Osteoporos Int 21:457–466 Baudoin C, Cohen-solal ME, Beaudreuil J, DE VERNEJOUL MC (2002) Genetic and environmental factors affect bone density variances of families of men and women with osteoporosis. J Clin Endocrinol Metab 87(5):2053–2059 Blumberg JM, Tzameli I, Astapova I, Lam FS, Flier JS, Hollenberg AN (2006) Complex role of the vitamin D receptor and its ligand in adipogenesis in 3T3–L1 cells. J Biol Chem 281:11205–11213 Chen S, Villalta SA, Agrawal DK (2015) FOXO1 mediates vitamin D Deficiency induced insulin resistance in skeletal muscle. J Bone Miner Res 31:3 Chih-Chien S, Min-Tser L, Kuo-Cheng L, Chia-Chao W (2012) Role of Vitamin D in Insulin Resistance. J Biomed Biotechnol 2012:634195 P.11 Demay MB (2013) Physiological insights from the vitamin D receptor knockout mouse. Calcif Tissue Int 92(2):99–105 Ebeling PR, Daly RM, Kerr DA, Kimlin MG (2013) Building healthy bones throughout life: an evidence-informed strategy to prevent osteoporosis in Australia. Med J Aust 2(1):1 Elkum N, Alkayal F, Ali MM, Melhem M, Al-Arouj M, Bennakhi A, Behbehani K, Alsmadi O, Jehad J (2014) Vitamin D insufficiency in Arabs and South Asians positively associates with polymorphism in GC and CYP2R1 genes. PLoS ONE 9(11):e113102 Ghodsi M, Larijani B, Keshtkar AA, Nasli-Esfahani E, Alatab S, Mohajeri-Tehrani MR (2016) Mechanisms involved in altered bone metabolism in diabetes: a narrative review. J Diabetes Metab Disord 15:52 Gopalakrishnan V, Arunakaran J, Aruldhas MM, Srinivasan N (2006) Effects of streptozotocin-induced diabetes mellitus on some bone turnover markers in the vertebrate of ovary-intact and ovariectomized adults rats. Biochem Cell Biol 84:728–736 Goseki MS, Omi M, Yamamoto A, Oida S, Ezawa I, Sasaki S (1995) Ovariectomy decreases osteogenic activity in rat bone. Nutr Sci Vitaminol 42:55–67 Gysemans C, Van Etten E, Overbergh L, Giulietti A, Eelen G, Waer M, Verstuyf A, Bouillon R, Mathieu C (2008) Unaltered diabetes presentation in NOD mice lacking the vitamin D receptor. Diabetes 57:269–275 Han J, Wang J, Chen G, Qu H, Zhang J, Shi C, Yan Y, Cheng Y (2016) Effects of calcium to non-phytate phosphorus ratio and different sources of vitamin D on growth performance and bone mineralization in broiler chickens. R Bras Zootec 45:1 Viçosa Jan Hesley RP, Shepard KA, Jenkins DK and Riggs BL (1998) ‘Monitoring estrogen replacement therapy and identifying rapid bone losers with an immunoassay for deoxypyridinoline’, Osteoporosis International, Vol. 8, pp. 159–164. Hem A, Smith AJ and Solberg P (1998) ‘Saphenous vein puncture for blood sampling of the mouse, rat, hamster, gerbil, guineapig, ferret and mink’, Laboratory Animals, Vol. 32, pp.364–368 Kanan RM (2013) The effect of FokI vitamin D receptor polymorphism on bone mineral density in Jordanian perimenopausal women. Indian J Hum Genet 19(2):233–238 Kasonga AE, Deepak V, Kruger MC, Coetze M (2015) Arachidonic acid and docosahexaenoic acid suppress osteoclast formation and activity in human CD14+ monocytes, in vitro. PLoS ONE 10(4):e0125145 Khan MI, Bielecka ZF, Najm MZ, Bartnik E, Czarnecki JS, Czarnecka AM, Szczylik C (2014) Vitamin D receptor gene polymorphisms in breast and renal cancer: current state and future approaches. Int J Oncol 44(2):349–363 Longo AB, Ward WE (2016) Providing flaxseed oil but not menhaden oil protects against OVX induced bone loss in the mandible of Sprague-Dawley rats. Nutrients 8(10):597 Mackawy AMH, Badawi MEH (2014) Association of vitamin D and vitamin D receptor gene polymorphisms with chronic inflammation, insulin resistance and metabolic syndrome components in type 2 diabetic Egyptian patients. Meta Gene 2:540–556 Masuyama R, Nakaya Y, Tanaka S, Tsurukami H, Nakamura T, Watanabe S, Yoshizawa T, Kato S, Suzuki K (2001) Dietary phosphorus restriction reverses the impaired bone mineralization in vitamin D receptor knockout mice. Endocrinology 142:494–497 Mathieu C, van Etten E, Gysemans C, Decallonne B, Kato S, Laureys J, Depovere J, Valckx D, Verstuyf A, Bouillon R (2001) In vitro and in vivo analysis of the immune system of vitamin D receptor knockout mice. J Bone Miner Res 16:2057–2065 Morrison NA, Yeoman R, Kelly PJ, Eisman JA (1992) Contribution of trans-acting factor alleles to normal physiological variability: vitamin D receptor gene polymorphism and circulating osteocalcin. Proc Natl Acad Sci U S A 89:6665–6669 Mostowska A, Sajdak S, Pawlik P, Lianeri M, Jagodzinski PP (2013) Vitamin D receptor gene BSM1 and Fok1 polymorphism in relation to ovarian cancer risk in the Polish population. Genet Test Mol Biomarkers 17(3):183–187 Nele S, Tobias M, Mariusz PK, Annette L, Alois B (2011) Expression patterns of intestinal calcium transport factors and ex-vivo absorption of calcium in horses. BMC Vet Res 7:65 Picherit C, Coxam V, Pelissero CB, Coulibaly SK, Davicce MJ, Lebeque P (2000) Daidzein is more efficient than genistein in preventing ovariectomy induced bone loss in rats. Nutrition 130:1675–1681 Price, P.A., Williamson, M.K. and Lothringer, J.W. (1981) ‘Origin of the vitamin K-dependent bone protein found in plasma and its clearance by kidney and bone’, Journal of biological chemistry, Vol. 256, pp. 12760–12766. Riachy R, Vandewalle B, Belaich S, Kerr-Conte J, Gmyr V, Zerimech F, d'Herbomez M, Lefebvre J, Pattou F (2001) Beneficial effect of 1,25 dihydroxyvitamin D3 on cytokine-treated human pancreatic islets. J Endocrinol 169:161–168 Robert FK, Marie S, Michele EG, Geoffrey BP, John KB, Eric SO (2001) Phenotypic characterization of mice bred for high and low peak bone mass. J Bone Miner Res 16(1):63–71 Roger B, Geert C, Lieve V, Evelyne VE, Annemieke V, Hilary FL, Ln L, Chantal M, Marie D (2008) Vitamin D and human health: lessons from vitamin D receptor null mice. Endocr Rev 29(6):726–776 Rosset LSMBC, Pereira EAFS, Ribeiro PIZ, Scalco R, Bittar CM, Netto CBO, Rucatti GG, Chies JA, Camey SA, Prolla PA (2015) Vitamin D status and VDR genotype in NF1 patients: a case-control study from southern Brazil. Int J Endocrinol 2015:402838 Sambrook J, Russell DW (2001) Molecular cloning, a laboratory manual. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NewYork Stuart HR (2002) Genetic control of susceptibility to osteoporosis. J Clin Endocrinol Metab 87(6):2460–2466 Weiler HA, Kovacs H, Nitschmann E, Bankovic-Calic N, Aukema H, Ogborn M (2007) Feeding flaxseed oil but not secoisolariciresinol diglucoside results in higher bone mass in healthy rats and rats with kidney disease. Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids 76:269–275 Wu J, Shang P, Yang S, Fu P, Ling HY, Sh HS, Lu JM (2016) Association between the vitamin D receptor gene polymorphism and osteoporosis. Biomed Rep 5(2):233–236 Xue Y, Fleet JC (2009) Intestinal vitamin D receptor is required for normal calcium and bone metabolism in mice. Gastroenterology 136:1317–1327 Zahra M, Abbasali K, Fateme F, Mehdi E, Mahsa MA, Mostafa G, Patricia K, Mahboubeh D, Mina ER, Bagher L (2015) Prevalence of osteoporosis and vitamin D receptor gene polymorphisms (FokI) in an Iranian general population based study (Kurdistan) (IMOS). Med J Islam Repub Iran 29:238 Zahra M, Fateme F, Mehdi E, Mahsa MA, Patricia K, Mahboubeh D, Reza NZ, Abbasali K, Hamid RB (2014) Association between vitamin D receptor gene polymorphisms (Fok1 and Bsm1) and osteoporosis: a systematic review. J Diabetes Metab Disord 13:98