Personal take on this article:

Purpose:
The study aims to evaluate glucose metabolism as a pre-clinical biomarker in the golden retriever muscular dystrophy (GRMD) model of Duchenne muscular dystrophy (DMD). Given the metabolic dysfunctions observed in DMD, such as reduced glycolytic and oxidative enzymes, decreased and abnormal mitochondria, and increased oxidative stress, the research explores molecular, biochemical, and in vivo imaging techniques to track disease progression and therapeutic response.

Methods:
- Molecular and Biochemical Analyses:
  - mRNA Profiling: Expression levels of GLUT4 were analyzed in cranial sartorius (CS), vastus lateralis (VL), and long digital extensor (LDE) muscles.
  - qPCR and Western Blotting: Quantified GLUT4 and Hexokinase-1 (HK1) expression levels.
  - Immunofluorescence Microscopy: Assessed GLUT4 localization in muscle tissues.
- Physiologic Glucose Handling:
  - Fasting Glucose Tolerance Test (GTT): Measured basal glucose and insulin levels, and tissue glucose uptake.
  - PET/CT Imaging: Used 2-deoxy-2-[18F]fluoro-D-glucose ([18F]FDG) to visualize glucose uptake in skeletal and cardiac muscles.

Key Findings:
1. GLUT4 Expression and Localization:
   - mRNA and Protein Levels: GLUT4 mRNA levels were significantly decreased in CS, VL, and LDE muscles of GRMD dogs compared to normal dogs. Western blotting revealed no significant differences in GLUT4 protein levels in CS and VL, but a significant increase in the LDE of GRMD dogs.
   - Microscopy: Confocal microscopy indicated diffuse membrane localization of GLUT4 in GRMD skeletal muscles, unlike the predominantly cytoplasmic localization in normal muscle. No significant difference was observed in cardiac muscle.

2. Glucose Tolerance and Insulin Response:
   - Basal Levels: GRMD dogs exhibited higher basal glucose and insulin levels compared to normal/carrier dogs.
   - Glucose Uptake: GTT showed rapid glucose clearance in GRMD dogs, with significant glucose uptake at 5 minutes post-dextrose injection.

3. PET/CT Imaging:
   - Skeletal Muscle Uptake: PET/CT scans revealed significantly higher mean standard uptake values (SUV) in GRMD skeletal muscle at 5 minutes post-[18F]FDG/insulin injection, indicating enhanced glucose uptake.
   - Cardiac Muscle Uptake: Lower mean and max SUV in GRMD cardiac muscle compared to normal/carrier dogs, suggesting altered glucose metabolism.

Conclusions:
- Glucose Metabolism as a Biomarker: Altered glucose metabolism in GRMD skeletal and cardiac muscles can be effectively monitored using molecular, biochemical, and imaging techniques.
- Potential for Clinical Application: The observed rapid glucose clearance and increased GLUT4 membrane localization in GRMD dogs highlight the potential of glucose metabolism assays as non-invasive biomarkers for tracking DMD progression and treatment efficacy.
- Future Directions: Further investigation into the mechanisms underlying differential glucose uptake in skeletal and cardiac muscles, and exploration of additional imaging modalities, are warranted to enhance understanding and application of these findings in clinical settings.

هدف:
هدف این مطالعه ارزیابی متابولیسم گلوکز به عنوان یک بیومارکر پیش بالینی در مدل دیستروفی عضلانی گلدن رتریور (GRMD) دیستروفی عضلانی دوشن (DMD) است. با توجه به اختلالات متابولیک مشاهده شده در DMD، مانند کاهش آنزیم‌های گلیکولیتیک و اکسیداتیو، کاهش میتوکندری غیرطبیعی و افزایش استرس اکسیداتیو، این تحقیق تکنیک‌های تصویربرداری مولکولی، بیوشیمیایی و in vivo را برای ردیابی پیشرفت بیماری و پاسخ درمانی مورد بررسی قرار می‌دهد.

مواد و روش ها:
- آنالیزهای مولکولی و بیوشیمیایی:
   - پروفایل mRNA: سطح بیان GLUT4 در عضلات جمجمه sartorius (CS)، واستوس جانبی (VL) و اکستانسور دیجیتال بلند (LDE) مورد بررسی قرار گرفت.
   - qPCR و وسترن بلاتینگ: میزان بیان GLUT4 و Hexokinase-1 (HK1) تعیین شده است.
   - میکروسکوپ ایمونوفلورسانس: ارزیابی محلی سازی GLUT4 در بافت های عضلانی.
- کنترل فیزیولوژیک گلوکز:
   - تست تحمل گلوکز ناشتا (GTT): اندازه گیری سطح پایه گلوکز و انسولین و جذب گلوکز بافتی.
   - تصویربرداری PET/CT: از 2-deoxy-2-[18F]fluoro-D-glucose ([18F]FDG) برای تجسم جذب گلوکز در عضلات اسکلتی و قلبی استفاده می شود.

یافته های کلیدی:
1. بیان و محلی سازی GLUT4:
    - سطوح mRNA و پروتئین: سطوح mRNA GLUT4 در ماهیچه های CS، VL و LDE سگ های GRMD نسبت به سگ های عادی به طور قابل توجهی کاهش یافت. وسترن بلات تفاوت معنی داری در سطوح پروتئین GLUT4 در CS و VL نشان نداد، اما افزایش قابل توجهی در LDE سگ های GRMD نشان داد.
    - میکروسکوپی: میکروسکوپ کانفوکال نشان دهنده محلی سازی غشایی منتشر GLUT4 در عضلات اسکلتی GRMD است، بر خلاف مکان یابی عمدتا سیتوپلاسمی در عضله طبیعی. تفاوت معنی داری در عضله قلب مشاهده نشد.

2. تحمل گلوکز و پاسخ انسولین:
    - سطوح پایه: سگ های GRMD سطح گلوکز و انسولین پایه بالاتری را در مقایسه با سگ های عادی/ناقل نشان دادند.
    - جذب گلوکز: GTT پاکسازی سریع گلوکز را در سگ های GRMD نشان داد، با جذب قابل توجه گلوکز در 5 دقیقه پس از تزریق دکستروز.

3. تصویربرداری PET/CT:
    - جذب ماهیچه های اسکلتی: اسکن های PET/CT مقادیر قابل توجهی میانگین جذب استاندارد (SUV) را در عضله اسکلتی GRMD در 5 دقیقه پس از تزریق [18F]FDG/انسولین نشان داد که نشان دهنده افزایش جذب گلوکز است.
    - جذب ماهیچه های قلبی: میانگین و حداکثر SUV کمتر در عضله قلبی GRMD در مقایسه با سگ های عادی/ناقل، که نشان دهنده تغییر متابولیسم گلوکز است.

نتیجه گیری:
- متابولیسم گلوکز به عنوان یک نشانگر زیستی: متابولیسم تغییر یافته گلوکز در عضلات اسکلتی و قلبی GRMD را می توان به طور موثر با استفاده از تکنیک های مولکولی، بیوشیمیایی و تصویربرداری کنترل کرد.
- پتانسیل برای کاربرد بالینی: پاکسازی سریع گلوکز مشاهده شده و افزایش محلی سازی غشای GLUT4 در سگ های GRMD پتانسیل سنجش متابولیسم گلوکز را به عنوان نشانگرهای زیستی غیرتهاجمی برای ردیابی پیشرفت DMD و اثربخشی درمان برجسته می کند.
- دستورالعمل های آینده: تحقیقات بیشتر در مورد مکانیسم های زیربنایی جذب گلوکز متفاوت در ماهیچه های اسکلتی و قلبی، و کاوش در روش های تصویربرداری اضافی، برای افزایش درک و کاربرد این یافته ها در تنظیمات بالینی ضروری است.