The analysis of surface saccharide profiles through fluorescein-labelled lectins in a rat pancreatic tissue with established metabolic syndrome model

Metabolik Sendrom Modeli Uygulanmış Sıçan Pankreas Dokusunda Fluoresan İşaretli Lektinler ile Yüzey Şeker Dizilerinin Analizi

Abstract

“Glycans”, which are generally referred as oligosaccharides and polysaccharides, are structures that are present on all cellular surfaces with proteins and lipids being attached to their basic chain structures. Many studies in the field of glycobiology have identified the various and complicated biological roles of these glycans which make them perfect molecules to use in labelling and selecting body cells specifically. This study aims at analyzing the modifications in saccharide units of glycans on a cell membrane surfaces of the pancreatic tissue of rats to which normal and metabolic syndrome (MetS) are established. To this end, a MetS model was created through a high fructose diet in Spraque Dawley breed of rats and the pancreatic tissue sections of the group with MetS and control group animals were evaluated comparatively. The targeted saccharide units were examined with Fluorescent Microscope by using two different Fluorescein (FITC) labelled lectins, namely Maackia amurensis-1 lectin [FITC-(MAL-I)] and the Wheat Germ Agglutinin (FITC-WGA). It was observed that FITC-MAL-1-labelled Galβ4GlcNAc units did not change much due to high- fructose diet. On the other hand, more GlcNAc, Neu5Ac and β-GlcNAc units which are labelled with FITC-WGA lectin increase in numbers in pancreatic sections of high fructose diet, compared to control group. Thus, a rapid and specific labelling method, which can identify surface saccharide sequences specifically, was developed. The method can be used in early diagnosis and/or treatment for metabolic diseases.

Özet

Genel olarak oligosakkaritler ve polisakkaritler olarak da adlandırılan “Glikanlar”, proteinler ve lipitlerin temel zincir yapılarına bağlandığı ve tüm hücre yüzeylerinde yoğun bir Glikokaliks tabakası oluşturan yapılardır. Glikobiyoloji alanındaki birçok çalışma, bu glikanların çeşitli ve karmaşık biyolojik rollerini tanımlamıştır. Bu nedenle bu çalışmada, normal ve Metabolik Sendromlu (MetS) sıçanların pankreas dokusu hücre zarlarında sakkarit birimlerindeki modifikasyonların Fluorescein isothiocyanate (FITC)-işaretli Maackia amurensis lektini ve Wheat Germ Agglutininle analiz etmeyi amaçlamaktadır. Bu amaçla, Spraque Dawley cinsi farelerde yüksek fruktoz diyetiyle bir MetS modeli oluşturuldu ve MetS ve kontrol grubu hayvanları ile grubun pankreas dokusu kesitleri karşılaştırmalı olarak değerlendirildi. Yüksek fruktoz diyeti ile beslenen hayvanlarda FITC-MAL-1 işaretli Galβ4GlcNAc birimlerinin kontrol grubuna göre fazla bir değişiklik göstermediği gözlemlendi. Diğer taraftan yüksek fruktoz diyetle beslenen hayvanların doku kesitlerinde FITC-WGA işaretli GlcNAc, Neu5Ac ve β-GlcNAc birimleri, kontrol grubuna göre daha fazla görüldü. Böylece, yüzey sakkarit dizilerini spesifik olarak tanımlayabilen hızlı ve özel bir etiketleme yöntemi geliştirildi. Geliştirilen bu metod, metobolik hastalıkların erken tanısında kullanılma potansiyeline sahiptir.