Multi-tissue metabolomics reveal mtDNA- and diet-specific metabolite profiles in a mouse model of cardiometabolic disease
Notice bibliographique
Résumé
RATIONALE: Excess consumption of sugar- and fat-rich foods has heightened the prevalence of cardiometabolic disease, which remains a driver of cardiovascular disease- and type II diabetes-related mortality globally. Skeletal muscle insulin resistance is an early feature of cardiometabolic disease and is a precursor to diabetes. Insulin resistance risk varies with self-reported race, whereby African-Americans have a greater risk of diabetes development relative to their White counterparts. Self-reported race is strongly associated with mitochondrial DNA (mtDNA) haplogroups, and previous reports have noted marked differences in bioenergetic and metabolic parameters in cells belonging to distinct mtDNA haplogroups, but the mechanism of these associations remains unknown. Additionally, distinguishing nuclear DNA (nDNA) and mtDNA contributions to cardiometabolic disease remains challenging in humans. The Mitochondrial-Nuclear eXchange (MNX) mouse model enables in vivo preclinical investigation of the role of mtDNA in cardiometabolic disease development, and has been implemented in studies of insulin resistance, fatty liver disease, and obesity in previous reports. METHODS: MNX mice, were fed sucrose-matched high-fat (45% kcal fat) or control diet (10% kcal fat) until 12 weeks of age (n = 5/group). Mice were weighed weekly and total body fat was collected at euthanasia. Gastrocnemius skeletal muscle and plasma metabolomes were characterized using untargeted dual-chromatography mass spectrometry; both hydrophilic interaction liquid chromatography (HILIC) and C18 columns were used, in positive- and negative-ion modes, respectively. RESULTS: was associated with branched chain amino acid metabolite co-expression. CONCLUSIONS: These results reveal novel nDNA-mtDNA interactions that drive significant changes in metabolite levels. Alterations to key metabolites involved in mitochondrial bioenergetic dysfunction and electron transport chain activity are implicated in elevated beta-oxidation during high-fat diet feeding; abnormally elevated rates of beta-oxidation may be a key driver of insulin resistance. The results reported here support the hypothesis that mtDNA influences cardiometabolic disease-susceptibility by modulating mitochondrial function and metabolic pathways.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
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