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  • Coordinate changes in histone modifications, mRNA levels, and metabolite profiles in clonal INS-1 832/13 β-cells accompany functional adaptations to lipotoxicity.

Coordinate changes in histone modifications, mRNA levels, and metabolite profiles in clonal INS-1 832/13 β-cells accompany functional adaptations to lipotoxicity.

The Journal of biological chemistry (2013-03-12)
Siri Malmgren, Peter Spégel, Anders P H Danielsson, Cecilia L Nagorny, Lotta E Andersson, Marloes Dekker Nitert, Martin Ridderstråle, Hindrik Mulder, Charlotte Ling
ZUSAMMENFASSUNG

Lipotoxicity is a presumed pathogenetic process whereby elevated circulating and stored lipids in type 2 diabetes cause pancreatic β-cell failure. To resolve the underlying molecular mechanisms, we exposed clonal INS-1 832/13 β-cells to palmitate for 48 h. We observed elevated basal insulin secretion but impaired glucose-stimulated insulin secretion in palmitate-exposed cells. Glucose utilization was unchanged, palmitate oxidation was increased, and oxygen consumption was impaired. Halting exposure of the clonal INS-1 832/13 β-cells to palmitate largely recovered all of the lipid-induced functional changes. Metabolite profiling revealed profound but reversible increases in cellular lipids. Glucose-induced increases in tricarboxylic acid cycle intermediates were attenuated by exposure to palmitate. Analysis of gene expression by microarray showed increased expression of 982 genes and decreased expression of 1032 genes after exposure to palmitate. Increases were seen in pathways for steroid biosynthesis, cell cycle, fatty acid metabolism, DNA replication, and biosynthesis of unsaturated fatty acids; decreases occurred in the aminoacyl-tRNA synthesis pathway. The activity of histone-modifying enzymes and histone modifications of differentially expressed genes were reversibly altered upon exposure to palmitate. Thus, Insig1, Lss, Peci, Idi1, Hmgcs1, and Casr were subject to epigenetic regulation. Our analyses demonstrate that coordinate changes in histone modifications, mRNA levels, and metabolite profiles accompanied functional adaptations of clonal β-cells to lipotoxicity. It is highly likely that these changes are pathogenetic, accounting for loss of glucose responsiveness and perturbed insulin secretion.

MATERIALIEN
Produktnummer
Marke
Produktbeschreibung

Sigma-Aldrich
Palmitinsäure, ≥99%
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Sigma-Aldrich
Palmitinsäure, BioXtra, ≥99%
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Sigma-Aldrich
Anti-trimethyl-Histone H3 (Lys27) Antikörper, Upstate®, from rabbit
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Supelco
Palmitinsäure, Pharmaceutical Secondary Standard; Certified Reference Material
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Sigma-Aldrich
Normale Kaninchen-IgG-Antikörper, Normal Rabbit IgG Polyclonal Antibody control validated for use in Immunoprecipitation & Western Blotting.
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
GenomePlex® Kit zur Gesamtgenom-Amplifikation von Einzelzellen, Amplify genome of a single cell
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Palmitinsäure, ≥98%, FCC, FG
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Supelco
Palmitinsäure, analytical standard
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Sigma-Aldrich
Palmitinsäure, ≥98% palmitic acid basis (GC)
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Palmitinsäure, European Pharmacopoeia (EP) Reference Standard
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Sigma-Aldrich
Palmitinsäure, natural, 98%, FG
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Anti-Trimethyl-Histon-H3(-Lys4)-Antikörper, Klon MC315, monoklonaler Kaninchen-Antikörper, culture supernatant, clone MC315, Upstate®
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Supelco
Palmitinsäure, certified reference material, TraceCERT®, Manufactured by: Sigma-Aldrich Production GmbH, Switzerland
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Anti-Dimethyl-Histon H3-Antikörper (Lys79), Klon NL59, Kaninchen, monoklonal, culture supernatant, clone NL59, Upstate®
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.