Az entero-inzularis tengely (dipeptidyl peptidase-4-incretin rendszer) jelentősége diabetesben és különböző kóros glükóztoleranciával járó állapotokban
Title in English
Significance of the entero-insular axis (dipeptidyl peptidase-4–incretin system) in diabetes and in various conditions with impaired glucose tolerance
Endocrinology (Council of Medical and Biological Sciences)
65 %
Ortelius classification: Diabetology
Gastroenterology, hepatology (Council of Medical and Biological Sciences)
35 %
Ortelius classification: Gastroenterology
Panel
Physiology, Pathophysiology, Pharmacology and Endocrinology
Department or equivalent
Dept. of Internal Medicine (Semmelweis University)
Starting date
2008-04-01
Closing date
2011-04-30
Funding (in million HUF)
14.756
FTE (full time equivalent)
2.39
state
closed project
Summary in Hungarian
A dipeptidyl peptidase-4 (DPP-4/CD26) sok helyen expresszálódik az emberi szervezetben. A sejtfelszíni ectoenzim hamar inaktiválja mindkét incretinhormont (GIP, GLP-1), de szolubilis formában is kimutatható a humán szérumban. A vizsgálat célja az entero-inzularis tengely lehetséges szerepének tanulmányozása a 2-es típusú diabetes (T2DM) kialakulásában és a kórlefolyásában. A szérum DPP-4 aktivitási, incretin hormonszint (éhomi, postprandialis), lymphocyta membránhoz kötött DPP-4 aktivitási és az entero-inzularis gének szövetspecifikus expressziós értékeinek összehasonlítása (T2DM,n=50 vs egészséges kontrollok,n=40) mellett 50 T1DM beteget is vizsgálni tervezek, hogy a korábban általunk magasabbnak talált szérum DPP-4 aktivitás magyarázatára leljek. Vizsgálataink más, kóros glükóztoleranciával jellemzett kórképek (krónikus HCV fertőzés (n=30+30), nem-alkoholos steatohepatitis (n=40) és májtranszlantációt követő állapotok (n=15,HCV+)) felölelésével túlmutatnak a T1 és T2DM határain. Módszerek: 1.Szérum DPP-4 aktivitás:kinetikus assay, incretinszintek:ELISA. 2.lymphocyta membránhoz kötött DPP-4:lymphocyta membrán izolálás+kinetikus assay 3.FACS a DPP-4 expresszió quantifikálására. 4-5. Az entero-inzularis gének expressziós analízise (mRNS-real-timePCRs+protein-Western blot) és immun-histokémiai vizsgálata szövettani (duodenum, máj) mintákban. Annak megítélésére, hogy a DPP-4 gátlószerek csak jobb metabolikus kontrollt biztosítanak, vagy a májfibrosis progresszióját is képesek lassítani egy kísérletes állatvizsgálatot terveztünk a DPP-4 gátlószerek hatásáról a Hepatikus Stellata Sejtek és Myofibroblastok TGF-Beta indukálta extracellularis matrix termelésére.
Summary
Dipeptidyl peptidase-4 (DPP-4/CD26) is widely expressed in the human body. Both incretin hormones (GIP, GLP-1) are rapidly inactivated by the action of the cell surface ectoenzyme which is also detectable in soluble form in the human serum. This study is to investigate the potential role of the entero-insular axis in the development and in the course of type 2 diabetes mellitus (T2DM). In addition to comparison of serum DPP-4 activity, incretin hormone levels (fasting and prandial), lymphocyte membrane bound DPP-4 activity and tissue specific expression of entero-insular genes between patients (pts) with T2DM (n=50) and healthy controls (n=40) I plan to enroll pts with T1DM (n=50) to explain the increase in serum DPP-4 activity that we found earlier. The investigations penetrate beyond the scope of T1 and T2DM with inclusion of other diseases that characterized by the impairment of glucose tolerance such as the chronic HCV infection (n=30+30), non-alcoholic steatohepatitis (n=40) and post liver transplantation (n=15,HCV+) condition. Methods:1.Serum DPP-4 activity:kinetic assay, incretin levels:ELISA. 2.lymphocyte membrane-bound DPP-4:lymphocyte membrane isolation+kinetic assay 3.FACS to quantify the expression of DPP-4. 4-5. Expression analysis (mRNA-real-timePCRs+protein-Western blot) and immuno-histochemistry of entero-insular genes in histologic tissue (duodenum, liver) samples. To assess that DPP-4 inhibitors provide only a better metabolic control or they possess the potential to lower the rate of fibrosis progression in the liver we implemented an experimental animal study of DPP-4 inhibition on the TGF-Beta induced extracellular matrix production on Hepatic Stellate Cells and Myofibroblasts.
Final report
Results in Hungarian
• Az éhomi szérum DPP-4 aktivitás nem magasabb 2-es típusú cukorbetegekben (T2DM), ha –klinikailag a nem alkoholos zsírmájbetegséget (NAFLD) a csoportból kizárjuk. A sDPP-4 aktivitás nem függ közvetlenül össze az éhomi plazma glükóz vagy HbA1C értékekkel.
• A γGT, ALT, HOMA2-IR és a sDPP-4 közötti korreláció NAFLD-ben felveti annak a lehetőségét, hogy a sDPP-4 aktivitás egy új májbetegség biomarker lehet.
• A többlet DPP-4 NAFLD-betegek szérumában hozzájárulhat a metabolikus romlás felgyorsulásához.
• Eredményeinknek a pathogenesis jobb megértésével az újabb terápiák fényében különös jelentősége lehet, nevezetesen azt sugallhatják, hogy a DPP-4 gátlóknak szerepük lehet az NAFLD kezelésében a jövőben.
• Külön alvizsgálatban a sDPP-4 aktivitást magasabbnak találtuk (ICA és GAD at statustól függetlenül) 1-es típusú cukorbetegekben (T1DM), mint T2DM-ben (NAFLD-t kizártuk). Ezek az eredmények azt sugallhatják, hogy az entero-inzuláris tengely megváltozott T1DM-ben és lehet következményük a betegség kezelésében/megelőzésében.
• A CD26 expresszió minden tanulmányozott lymphocyta sub-populáción csökkent T1DM-ben. A csökkent CD26 expresszió T-lymphocyta reguláció zavarának új eleme lehet T1DM-ben.
Results in English
• The fasting serum DPP-4 activity has not been increased in patients with type 2 diabetes mellitus (T2DM) provided that non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) has been clinically excluded. sDPP-4 activity has not directly correlated with the fasting plasma glucose or HbA1C levels.
• The correlation among the γGT, ALT, HOMA2-IR and sDPP-4 in NAFLD raises the possibility that sDPP-4 activity might be considered as a novel liver disease biomarker.
• The excess DPP-4 in the serum of NAFLD patients might contribute to the speed-up of metabolic deterioration.
• Our results with the better understanding of the pathogenesis in the light of the novel therapies might have special importance, specifically this suggests that the DPP-4 inhibitors might have a potential role in the therapy NAFLD in the future.
• In a separate part of this study the sDPP-4 activity surprisingly was found to be higher (independently from ICA and GAD ab status) in patients with type 1 diabetes (T1DM) than in T2DM (NAFLD has been excluded). These results might suggest that the entero-insularis axis is altered in T1DM and also might have consequences for the therapy or prevention.
• CD26 expression has been decreased in all studied lymphocyte sub-populations in T1DM. The decreased CD26 expression might also be a novel part of the T-lymphocyte regulatory dysfunction in T1DM.
11. Tímea Varga, Anikó Somogyi, Gábor Barna, Barna Wichmann, Géza Nagy, Károly Rácz, László Selmeci, Gábor Firneisz: Higher serum DPP-4 enzyme activity and decreased lymphocyte CD26 expression in type 1 diabetes, Pathology & Oncology Research (Accepted for publication on April 19, 2011), 2011
K. Kiss, K. Baghy, T. Varga, Z. Tulassay, I. Kovalszky, A. Somogyi, G Firneisz: Incretin (GLP-1) mimetic Exendin-4 increases collagen III production of human hepatic stellate cells, Gut 59 (Suppl III) A79, 2010
G. Firneisz, T Varga, G. Lenygel, J. Feher, L. Selmeci, Z. Tulassay, A. Somogyi: Higher serum dipeptidyl peptidase-4 activity in insulin resistance index in non-alcoholic fatty liver disease than in type 2 diabetes without liver disease., Diabetologia 2009,52: S316,A:804 Suppl. 1, 2009
Varga T, Somogyi A, Nagy G, Tulassay Z, Selmeci L, Firneisz G: Higher serum dipeptidyl peptidase-4 activity in type 1 diabetes mellitus than in type 2: a direct comparison, Diabetologia, 2008, 51: S239, Suppl. 1, 2008
Firneisz G, Somogyi A, Varga T, Ghyzcy D, Selmeci L, Tulassay Z, Feher J, Lengyel G: Serum dipeptidyl peptidase-4 activity: A novel liver test? Results of pateints with non-alcoholic fatty liver disease, Gut, 2008, 57: A159:P0269, Suppl. 2., 2008
