The Munich MIDY Pig Biobank – A unique resource for studying organ crosstalk in diabetes

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftKurzartikel (Letter) / Leserbrief mit OriginaldatenBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Andreas Blutke - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Simone Renner - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU), Deutsches Zentrum für Diabetesforschung (DZD e.V.) (Autor:in)
  • Florian Flenkenthaler - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Mattias Backman - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Serena Haesner - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Elisabeth Kemter - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Erik Ländström - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Christina Braun-Reichhart - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Barbara Albl - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Elisabeth Streckel - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Birgit Rathkolb - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU), Deutsches Zentrum für Diabetesforschung (DZD e.V.), Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (Autor:in)
  • Cornelia Prehn - , Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (Autor:in)
  • Alessandra Palladini - , Deutsches Zentrum für Diabetesforschung (DZD e.V.), Medizinische Fakultät Carl Gustav Carus Dresden (Autor:in)
  • Michal Grzybek - , Deutsches Zentrum für Diabetesforschung - Paul Langerhans Institut Dresden (Partner: HMGU), Deutsches Zentrum für Diabetesforschung (DZD e.V.) (Autor:in)
  • Stefan Krebs - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Stefan Bauersachs - , ETH Zurich (Autor:in)
  • Andrea Bähr - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Andreas Brühschwein - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Cornelia A. Deeg - , Philipps-Universität Marburg, Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Erica De Monte - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Michaela Dmochewitz - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Caroline Eberle - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Daniela Emrich - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Robert Fux - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Frauke Groth - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Sophie Gumbert - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Antonia Heitmann - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Arne Hinrichs - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Barbara Keßler - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Mayuko Kurome - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Miriam Leipig-Rudolph - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Kaspar Matiasek - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU), Munich Center of NeuroSciences (Autor:in)
  • Hazal Öztürk - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Christiane Otzdorff - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Myriam Reichenbach - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Horst Dieter Reichenbach - , Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (Autor:in)
  • Alexandra Rieger - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Birte Rieseberg - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Marco Rosati - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Manuel Nicolas Saucedo - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Anna Schleicher - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Marlon R. Schneider - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Kilian Simmet - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Judith Steinmetz - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Nicole Übel - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Patrizia Zehetmaier - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Andreas Jung - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Jerzy Adamski - , Technische Universität München, Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (Autor:in)
  • Ünal Coskun - , Deutsches Zentrum für Diabetesforschung - Paul Langerhans Institut Dresden (Partner: HMGU), Deutsches Zentrum für Diabetesforschung (DZD e.V.) (Autor:in)
  • Martin Hrabě de Angelis - , Deutsches Zentrum für Diabetesforschung (DZD e.V.), Technische Universität München, Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (Autor:in)
  • Christian Simmet - , MWM Biomodels GmbH (Autor:in)
  • Mathias Ritzmann - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Andrea Meyer-Lindenberg - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Helmut Blum - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Georg J. Arnold - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Thomas Fröhlich - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Rüdiger Wanke - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Eckhard Wolf - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU), Deutsches Zentrum für Diabetesforschung (DZD e.V.) (Autor:in)

Abstract

Objective The prevalence of diabetes mellitus and associated complications is steadily increasing. As a resource for studying systemic consequences of chronic insulin insufficiency and hyperglycemia, we established a comprehensive biobank of long-term diabetic INSC94Y transgenic pigs, a model of mutant INS gene-induced diabetes of youth (MIDY), and of wild-type (WT) littermates.

Methods Female MIDY pigs (n = 4) were maintained with suboptimal insulin treatment for 2 years, together with female WT littermates (n = 5). Plasma insulin, C-peptide and glucagon levels were regularly determined using specific immunoassays. In addition, clinical chemical, targeted metabolomics, and lipidomics analyses were performed. At age 2 years, all pigs were euthanized, necropsied, and a broad spectrum of tissues was taken by systematic uniform random sampling procedures. Total beta cell volume was determined by stereological methods. A pilot proteome analysis of pancreas, liver, and kidney cortex was performed by label free proteomics.

Results MIDY pigs had elevated fasting plasma glucose and fructosamine concentrations, C-peptide levels that decreased with age and were undetectable at 2 years, and an 82% reduced total beta cell volume compared to WT. Plasma glucagon and beta hydroxybutyrate levels of MIDY pigs were chronically elevated, reflecting hallmarks of poorly controlled diabetes in humans. In total, ∼1900 samples of different body fluids (blood, serum, plasma, urine, cerebrospinal fluid, and synovial fluid) as well as ∼17,000 samples from ∼50 different tissues and organs were preserved to facilitate a plethora of morphological and molecular analyses. Principal component analyses of plasma targeted metabolomics and lipidomics data and of proteome profiles from pancreas, liver, and kidney cortex clearly separated MIDY and WT samples.

Conclusions The broad spectrum of well-defined biosamples in the Munich MIDY Pig Biobank that will be available to the scientific community provides a unique resource for systematic studies of organ crosstalk in diabetes in a multi-organ, multi-omics dimension.

Details

OriginalspracheEnglisch
Seiten (von - bis)931-940
Seitenumfang10
FachzeitschriftMolecular Metabolism
Jahrgang6
Ausgabenummer8
PublikationsstatusVeröffentlicht - Aug. 2017
Peer-Review-StatusJa

Externe IDs

WOS 000405803000014
Scopus 85021243151
PubMed 28752056
ORCID /0000-0003-4375-3144/work/142255264
ORCID /0000-0003-2083-0506/work/148607247

Schlagworte

Ziele für nachhaltige Entwicklung

Schlagwörter

  • Biobank, Hyperglycemia, Insulin insufficiency, Metabolomics, MIDY, Pig model, Proteomics, Random systematic sampling, Stereology, Transcriptomics