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Optimization of a human intestinal cell model for the sweet taste receptor-mediated GLP-1 secretion
Theresa Dür
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Ernährungswissenschaften
Betreuer*in
Barbara Lieder
DOI
10.25365/thesis.74527
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-20974.05037.980533-7
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Aufnahme von Glucose in das Darmlumen führt zur Ausschüttung von regulierenden Hormonen. Eines dieser Hormone ist glucagon-like Peptide 1 (GLP-1), das von enteroendokrinen Zellen ausgeschüttet wird. Die Sekretion von GLP-1 beeinflusst eine Reihe von Mechanismen, die eine wichtige Rolle bei der Glucosehomöostase spielen. Die Stimulierung der GLP-1-Sekretion durch süß- und umami-schmeckende Substanzen ist bisher wenig erforscht, weshalb die vorliegende Arbeit darauf abzielt, sie zu untersuchen. Es wird die Hypothese aufgestellt, dass die Stimulierung der Geschmacksrezeptor-Untereinheiten (TAS1R1, TAS1R2 oder TAS1R3) mit dem nichtkalorischen Süßstoff Sucralose und dem Umami- Geschmacksverstärker Mononatriumglutamat (MSG) die Sekretion von GLP-1 in NCI-H716 Zellen auslöst und somit eine Rolle bei der Glukosehomöostase spielt. Ziel des Projekts war es, optimale Bedingungen für weitere GLP-1-Sekretionsstudien mit NCI-H716 Zellen zu finden. Um dies zu testen, wurden NCI-H716 Zellen als Modell für die GLP-1-Sekretion kultiviert. Darüber hinaus wurde mittels RT-qPCR die Genexpression von Geschmacksrezeptor- Untereinheiten sowie von GLP-1 und GLP-1-Rezeptor untersucht. Die Zellviabilität nach Behandlungen mit Sucralose, MSG, Glucose (als positive Kontrolle) und Mannitol (als osmotische Kontrolle) in verschiedenen Konzentrationen wurde bestimmt. In Studien zur GLP-1-Sekretion wurden die Zeit- und Dosisabhängigkeit, die Rolle verschiedener Plattenbeschichtungen und die Verwendung eines DDP-IV-Inhibitors untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass eine zweistündige Behandlung mit sowohl 500 mM Glucose als auch 500 mM Mannitol auf Poly-D-Lysin- und Matrigel®-beschichteten Platten die GLP-1-Sekretion erhöhte. Der Effekt war bei den Experimenten auf Matrigel®-beschichteten Platten größer. Da Glucose jedoch keine stärkere Wirkung hatte als die osmotische Kontrolle Mannitol, bleibt ungewiss, ob die GLP-1-Freisetzung durch die Stimulierung der Geschmacksrezeptor- Untereinheiten oder über andere Wege, wie zum Beispiel durch den osmotischen Druck, erfolgt. Die Behandlung mit Sucralose und MSG führte nicht zu einem signifikanten Anstieg der GLP-1-Sekretion. Folglich konnte die Hypothese nicht verifiziert werden. Weitere Forschungstätigkeit ist erforderlich, um optimale Bedingungen für Experimente zur GLP-1- Sekretion in NCI-H716 Zellen zu finden.
Abstract
(Englisch)
The uptake of glucose into the intestinal lumen leads to the secretion of regulatory hormones. One of those hormones is glucagon-like peptide 1 (GLP-1), which is secreted by enteroendocrine cells. The secretion of GLP-1 influences a variety of mechanisms that play an important role in glucose homeostasis. There has been little research on sweet- and umami- tasting agents in the stimulation of GLP-1 secretion, hence the present work aimed to investigate them. It is hypothesized that the stimulation of the taste receptor subunits (TAS1R1, TAS1R2, or TAS1R3) with the non-caloric sweetener sucralose and umami-taste enhancer monosodium glutamate (MSG) triggers the secretion of GLP-1 in NCI-H716 cells and other hormones and therefore plays a role in the glucose homeostasis. The project aimed to find the optimal conditions to be used in further GLP-1 secretion studies with NCI-H716 cells. To test this, NCI-H716 cells were cultured as a model for GLP-1 secretion. In addition, RT-qPCR was used to confirm the gene expression of taste receptor subunits as well as GLP-1 and GLP-1 receptor. The cell viability after the treatment with sucralose, MSG, glucose (as a positive control), and mannitol (as an osmotic control) in different concentrations has been determined. In GLP-1 secretion studies, time- and dose-dependence, the role of different coatings, and the use of a DDP-IV inhibitor have been investigated. The results show that a two-hour treatment with both 500 mM of glucose and 500 mM of mannitol on poly-D-lysine and Matrigel® coated plates increased GLP-1 secretion. The effect size was higher in the experiments with the Matrigel-coated plates. However, since glucose did not have a stronger effect than the osmotic control mannitol, it remains uncertain whether the GLP-1 release occurs due to the stimulation of the taste receptor subunits, via other pathways, such as a result of the osmotic pressure. The treatment with sucralose and MSG did not result in a significant increase in GLP-1 secretion. Subsequently, the hypothesis could not be verified. More research is needed to further optimize the conditions for GLP-1 secretions studies in NCI-H716 cells.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
GLP-1 NCI-H716 Sucralose MSG
Schlagwörter
(Englisch)
GLP-1 NCI-H716 Sucralose MSG
Autor*innen
Theresa Dür
Haupttitel (Englisch)
Optimization of a human intestinal cell model for the sweet taste receptor-mediated GLP-1 secretion
Paralleltitel (Deutsch)
Optimierung eines menschlichen Darmzellmodells für die durch den Süßrezeptor vermittelte GLP-1-Sekretion
Publikationsjahr
2023
Umfangsangabe
XIV, 82 Seiten, Seite XV-XLVIII : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Barbara Lieder
AC Nummer
AC16974446
Utheses ID
68733
Studienkennzahl
UA | 066 | 838 | |