Hydrogen peroxide enhances the expression and function of Giα proteins in aortic vascular smooth muscle cells from Sprague-Dawley rats : role of growth factor receptors transactivation

Nous avons récemment démontré que les espèces réactives oxygénées induisent une augmentation de l’expression des protéines Giα dans les cellules du muscle lisse vasculaire (CMLV) provenant d’aortes de rats spontanément hypertendus (SHR, de l’anglais spontaneously hypertensive rats). La présente étude a pour but d’étudier les effets du peroxyde d’hydrogène (H2O2), un oxydant qui induit le stress oxydatif, sur l’expression de Giα et sur l’activité de l’adénylate cyclase, et d’explorer les voies de signalisation sous-jacentes responsables de cette réponse. Nos résultats montrent que H2O2 induit une augmentation de l’expression des protéines Giα-2 et Giα-3 de manière dose- et temps-dépendante avec une augmentation maximale de 40-50% à 100 µM après 1 heure, sans affecter l’expression de Gsα. L’expression des protéines Giα a été maintenue au niveau normal en presence de AG 1478, AG1295, PD98059 et la wortmannine, des inhibiteurs d’EGF-R (de l’anglais epidermal growth factor receptor), PDGFR-β (de l’anglais platelet-derived growth factor receptor β), de la voie de signalisation ras-ERK1/2 (de l’anglais extracellular regulated kinase1/2), et de la voie de la PI3Kinase-AKT (de l’anglais phosphatidyl inositol-3 kinase), respectivement. En outre, le traitement des CMLV avec H2O2 a induit une augmentation du degré de phosphorylation d’EGF-R, PDGF-R, ERK1/2 et AKT; et cette expression a été maintenue au niveau témoin par leurs inhibiteurs respectifs. Les inhibiteurs d’EGF-R et PDGF-R ont aussi induit une diminution du degré de phosphorylation de ERK1/2, et AKT/PKB. En outre, la transfection des cellules avec le siRNA (de l’anglais, small interfering ribonucleic acid) de EGF-R et PDGFR-β a atténué la surexpression des protéines Giα-2 et Giα-3 induite par le traitement au H2O2. La surexpression des protéines Giα induite par H2O2 a été corrélée avec une augmentation de la fonction de la protéine Giα. L’inhibition de l’activité de l’adénylate cyclase par de faibles concentrations de GTPγS après stimulation par la forskoline a augmenté de 20% dans les cellules traitées au H2O2. En outre, le traitement des CMLV au H2O2 a aussi accru l’inhibition de l’activité de l’adénylate cyclase par les hormones inhibitrices telles que l’angiotensine II, oxotrémorine et C-ANP4-23. D’autre part, la stimulation de l’adénylate cyclase induite par GTPγS, glucagon, isoprotérénol, forskoline, et le fluorure de sodium (NaF) a été atténuée de façon significative dans les cellules traitées au H2O2. Ces résultats suggèrent que H2O2 induit la surexpression des protéines Giα-2 and Giα-3 via la transactivation des récepteurs des facteurs de croissance EGF-R, PDGFR-β et l’activation des voies de signalisation ras-ERK1/2 et PI3K-AKT Mot-cles: Protéines Giα, peroxyde d’hydrogène, stress oxydant, récepteurs des facteurs de croissance, MAP kinases, adénylate cyclase, hypertension

Modulation of Endothelin-1 and Insulin-like Growth Factor Type 1-induced Signaling by Curcumin in A-10 Vascular Smooth Muscle Cells

Les maladies cardio-vasculaires (MCV), telles que l’hypertension et l’athérosclérose, s’accompagnent de modifications structurales et fonctionnelles au niveau vasculaire. Un fonctionnement aberrant de la migration, l’hypertrophie et la prolifération des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV) sont des évènements cellulaires à l’origine de ces changements. L’endothéline-1 (ET-1) contribue à la pathogénèse des anomalies vasculaires, notamment via l’activation des protéines MAPK et PI3-K/PKB, des composantes clés impliquées dans les voies prolifératives et de croissance cellulaires. Il a été suggéré que le stress oxydant jouerait un rôle intermédiaire dans les effets pathophysiologiques vasculaires de l’ET-1. En conséquence, une modulation de la signalisation induite par l’ET-1 peut servir comme éventuelle stratégie thérapeutique contre le développement des MCV. Il apparaît de nos jours un regain d’intérêt dans l’utilisation des agents phyto-chimiques pour traiter plusieurs maladies. La curcumine, constituant essentiel de l’épice curcuma, est dotée de plusieurs propriétés biologiques parmi lesquelles des propriétés anti-oxydantes, anti-prolifératrices et cardio-protectrices. Cependant, les mécanismes moléculaires de son effet cardio-protecteur demeurent obscurs. Dans cette optique, l’objectif de cette étude a été d’examiner l’efficacité de la curcumine à inhiber la signalisation induite par l’ET-1 dans les CMLV. La curcumine a inhibé la phosphorylation des protéines IGF-1R, PKB, c-Raf et ERK1/2, induite par l’ET-1 et l’IGF-1. De plus, la curcumine a inhibé l’expression du facteur de transcription Egr-1 induite par l’ET-1 et l’IGF-1, dans les CMLV. Ces résultats suggèrent que la capacité de la curcumine à atténuer ces voies de signalisation serait un mécanisme d’action potentiel de ses effets protecteurs au niveau cardiovasculaire.

Assessing the Activity of Agonistic Autoantibodies in Systemic Sclerosis and their Effects on Cultured Vascular Smooth Muscle Cells

La sclérose systémique (ScS) est une maladie auto-immune dévastatrice d'étiologie inconnue. Le dysfonctionnement immunitaire, la fibrose et la vasculopathie sont les trois principales caractéristiques de cette maladie. Une récente étude a révélé un nouveau lien entre l'auto-immunité et la fibrose, par la présence d'auto-anticorps stimulant le récepteur du facteur de croissance dérivé des plaquettes (PDGFR) des fibroblastes. Ces auto-anticorps sont capables de stimuler les espèces réactives de l'oxygène et d’activer la kinase régulée par un signal extracellulaire (ERK1/2). L’hypothèse que nous formulons est que les cellules musculaires lisses vasculaires (VSMCs) exprimant conjointement les PDGFR, répondront elles aussi aux autoanticorps anti-PDGF-R. Le travail présenté ici vise à valider la présence d'auto-anticorps PDGFR dans les sérums de patients ScS, et à caractériser ensuite la réponse de VSMCs exposées à de l'immunoglobuline G (IgG) de ces sérums, en mesurant l’activation des cascades de signalisation spécifiques, ainsi que l'induction des gènes impliqués dans la réponse fibrotique. Nos résultats démontrent la présence d'une fraction IgG stimulant une réponse phénotypique dans les cultures de VSMCs. Notamment, d’importantes régulations positive et négative des gènes pro-fibrotiques tgfb1 et tgfb2 respectivement, ont été observées dans les VSMCs exposées à des fractions de ScS-IgG. Les fractions de IgG positives pour l'activation de ERK étaient présentes dans la plupart, mais pas dans tous les échantillons de SSc (68%, 19/28), et moins présentes dans les contrôles 27% (11/3). Bien que, les fractions de SSc-IgG ont pu considérablement immunoprécipiter le PDGFR, l'utilisation d'un inhibiteur spécifique des récepteurs au PDGF (AG1296), n'a pas inhibé l'activation de ERK médiée par les fractions de SSc-IgG. Globalement, nos résultats indiquent la présence d'autoanticorps stimulants avec activité pro-fibrotique dans les sérums des patients ScS. Des travaux sont en cours pour identifier l'entité moléculaire responsable de la réponse d’IgG observée dans les cultures de VSMCs.

Le niveau réduit d’AMPc dans la surexpression des protéines G(alpha)i et la prolifération accrue des cellules du muscle lisse vasculaire des rats spontanément hypertendus

Nous avons précédemment montré que les cellules musculaires lisses vasculaires(CMLV) des rats spontanément hypertendus (SHR) présentent une expression augmentée des protéines G inhibitrices (Gi) et une prolifération cellulaire accrue par rapport aux CMLV des rats Wystar-Kyoto (WKY). Le niveau d'AMPc s’est également avéré plus faible dans les CMLV de SHR. La présente étude a donc été entreprise afin d'examiner la contribution de la diminution du niveau intracellulaire d'AMPc à l’augmentation de l'expression des protéines Gi et à la prolifération accrue des CMLV de SHR et de continuer à explorer les mécanismes moléculaires sous-jacents responsables de cette réponse. Les CMLV de SHR ont montré par rapport aux CMLV des WKY une expression accrue de Giα-2 et Giα-3 qui a été diminué d'une manière dépendante de concentration par le dbcAMP, un analogue d'AMPc perméable à la membrane cellulaire. En outre, les fonctions augmentées des protéines Gi comme démontrées par l'amplification de l’inhibition de l'adénylate cyclase par les hormones inhibitrices et l'activité forskoline (FSK)-stimulée de l’adénylate cyclase par une faible concentration de GTPγS dans les CMLV de SHR ont également été restaurées aux niveaux de WKY par le dbcAMP. La prolifération accrue des CMLV de SHR a également été atténuée par le dbcAMP et la forskoline, un activateur de l'adénylate cyclase. De plus, dbcAMP a restauré la production augmentée d'anion superoxyde (O2-), l'activité de la NAD(P)H oxydase et l’expression accrue des protéines Nox 4 et p47phox observée dans les CMLV de SHR jusqu’au niveau contrôle. Par ailleurs, la phosphorylation accrue des PDGF-R, EGF-R, c-Src et ERK1/2 énoncée par les CMLV de SHR a également été diminuée par le dbcAMP d'une manière dépendante de concentration. Ces résultats suggèrent que le niveau réduit d'AMPc intracellulaire montré par les CMLV de SHR contribue à l'expression accrue des protéines Gi et à l’hyperprolifération cellulaire à travers l’augmentation du stress oxydatif, la transactivation des EGF-R, PDGF-R et la voie de signalisation des MAP kinases.

Rôle et régulation de la protéine kinase AMPK au niveau intestinal

réalisé en cotutelle avec l'Université Claude Bernard Lyon 1

Genetic association study of plasma creatine kinase levels in the Montreal Heart Institute Hospital Cohort

Il a déjà été démontré que les statines (ou inhibiteurs de la HMG-CoA réductase) sont efficaces pour réduire le LDL-cholestérol et elles se sont depuis établies comme étant le pilier dans le traitement de la dyslipidémie. Toutefois, environ 10 pourcent des utilisateurs de statines souffrent d'effets indésirables, généralement sous forme de myopathie qui est souvent accompagnée d’un taux élevé de la créatine kinase (CK) plasmatique. Il est fréquent que les patients doivent arrêter les statines à cause d’un taux de CK dépassant un seuil de référence. Nous avons examiné le taux de CK de près de 6000 participants de la biobanque de l’ICM, qui ont récemment été génotypés à l'aide de la micropuce d'ADN ExomChip d'Illumina. Des études antérieures ont démontré une association significative entre le taux de CK plasmatique et des polymorphismes génétiques et nous avons cherché à répliquer ces résultats par association génétique et à l'aide du test SKAT pour les polymorphismes rares. Nous avons répliqué les résultats dans le gène CKM (rs11559024, p=1.59x10-23) et le gène LILRB5 (rs12975366, p=1.44x10-26) dans le chromosome 19. Nous espérons que ces résultats seront éventuellement utilisés en clinique pour la prédiction des taux de référence de CK personnalisés selon le profil génétique des patients utilisateurs de statines.

Induction of heme oxygenase 1 by moderately oxidized low-density lipoproteins in human vascular smooth muscle cells: role of mitogen-activated protein kinases and Nrf2

Oxidized low-density lipoproteins (LDL) play a central role in atherogenesis and induce expression of the antioxidant stress protein heme oxygenase 1 (HO-1). In the present study we investigated induction of HO-1 and adaptive increases in reduced glutathione (GSH) in human aortic smooth muscle cells (SMC) in response to moderately oxidized LDL (moxLDL, 100 mu g protein/ml, 24 h), a species containing high levels of lipid hydroperoxides. Expression and activity of HO-1 and GSH levels were elevated to a greater extent by moxLDL than highly oxidized LDL but unaffected by native or acetylated LDL. Inhibitors of protein kinase C (PKC) or mitogen-activated protein kinases (MAPK) p38(MAPK) and MEK or c-jun-NH2-terminal kinase (JNK) significantly attenuated induction of HO-1. Phosphorylation of p38(MAPK), extracellular signal-regulated kinase (ERK1/2), or JNK and nuclear translocation of the transcription factor Nrf2 were enhanced following acute exposure of SMC to rnoxLDL (100 mu g proteiri/ml, 1-2 h). Pretreatment of SMC with the antioxidant vitamin C (100 mu M, 24 h) attenuated the induction of HO-1 by moxLDL. Native and oxidized LDL did not alter basal levels of intracellular ATP, mitochondrial dehydrogenase activity, or expression of the lectin-like oxidized LDL receptor (LOX-1) in SMC. These findings demonstrate for the first time that activation of PKC, p38(MAPK), JNK, ERK1/2, and Nrf2 by oxidized LDL in human SMC leads to HO-1 induction, constituting an adaptive response against oxidative injury that can be ameliorated by vitamin C. (C) 2005 Elsevier Inc. All rights reserved.

Non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) inhibit vascular smooth muscle cell proliferation via differential effects on the cell cycle

Abnormal vascular smooth muscle cell (VSMC) proliferation plays an important role in the pathogenesis of both atherosclerosis and restenosis. Recent studies suggest that high-dose salicylates, in addition to inhibiting cyclooxygenase activity, exert an antiproliferative effect on VSMC growth both in-vitro and in-vivo. However, whether all non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) exert similar anti proliferative effects on VSMCs, and do so via a common mechanism of action, remains to be shown. In this study, we demonstrate that the NSAIDs aspirin, sodium salicylate, diclofenac, ibuprofen, indometacin and sulindac induce a dose-dependent inhibition of proliferation in rat A10 VSMCs in the absence of significant cytotoxicity. Flow cytometric analyses showed that exposure of A10 cells to diclofenac, indometacin, ibuprofen and sulindac, in the presence of the mitotic inhibitor, nocodazole, led to a significant G0/G1 arrest. In contrast, the salicylates failed to induce a significant G1 arrest since flow cytometry profiles were not significantly different from control cells. Cyclin A levels were elevated, and hyperphosphorylated p107 was present at significant levels, in salicylate-treated A10 cells, consistent with a post-G1/S block, whereas cyclin A levels were low, and hypophosphorylated p107 was the dominant form, in cells treated with other NSAIDs consistent with a G1 arrest. The ubiquitously expressed cyclin-dependent kinase (CDK) inhibitors, p21 and p27, were increased in all NSAID-treated cells. Our results suggest that diclofenac, indometacin, ibuprofen and sulindac inhibit VSMC proliferation by arresting the cell cycle in the G1 phase, whereas the growth inhibitory effect of salicylates probably affects the late S and/or G2/M phases. Irrespective of mechanism, our results suggest that NSAIDs might be of benefit in the treatment of certain vasculoproliferative disorders.

Statins and selective inhibition of Rho kinase protect small conductance calcium-activated potassium channel function (KCa2.3) in cerebral arteries

Background: In rat middle cerebral and mesenteric arteries the KCa2.3 component of endothelium-dependent hyperpolarization (EDH) is lost following stimulation of thromboxane (TP) receptors, an effect that may contribute to the endothelial dysfunction associated with cardiovascular disease. In cerebral arteries, KCa2.3 loss is associated with NO synthase inhibition, but is restored if TP receptors are blocked. The Rho/Rho kinase pathway is central for TP signalling and statins indirectly inhibit this pathway. The possibility that Rho kinase inhibition and statins sustain KCa2.3 hyperpolarization was investigated in rat middle cerebral arteries (MCA). Methods: MCAs were mounted in a wire myograph. The PAR2 agonist, SLIGRL was used to stimulate EDH responses, assessed by simultaneous measurement of smooth muscle membrane potential and tension. TP expression was assessed with rt-PCR and immunofluorescence. Results: Immunofluorescence detected TP in the endothelial cell layer of MCA. Vasoconstriction to the TP agonist, U46619 was reduced by Rho kinase inhibition. TP receptor stimulation lead to loss of KCa2.3 mediated hyperpolarization, an effect that was reversed by Rho kinase inhibitors or simvastatin. KCa2.3 activity was lost in L-NAME-treated arteries, but was restored by Rho kinase inhibition or statin treatment. The restorative effect of simvastatin was blocked after incubation with geranylgeranyl-pyrophosphate to circumvent loss of isoprenylation. Conclusions: Rho/Rho kinase signalling following TP stimulation and L-NAME regulates endothelial cell KCa2.3 function. The ability of statins to prevent isoprenylation and perhaps inhibit of Rho restores/protects the input of KCa2.3 to EDH in the MCA, and represents a beneficial pleiotropic effect of statin treatment.

Symmorphosis through dietary regulation: a combinatorial role for proteolysis, autophagy and protein synthesis in normalising muscle metabolism and function of hypertrophic mice after acute starvation

Animals are imbued with adaptive mechanisms spanning from the tissue/organ to the cellular scale which insure that processes of homeostasis are preserved in the landscape of size change. However we and others have postulated that the degree of adaptation is limited and that once outside the normal levels of size fluctuations, cells and tissues function in an aberant manner. In this study we examine the function of muscle in the myostatin null mouse which is an excellent model for hypertrophy beyond levels of normal growth and consequeces of acute starvation to restore mass. We show that muscle growth is sustained through protein synthesis driven by Serum/Glucocorticoid Kinase 1 (SGK1) rather than Akt1. Furthermore our metabonomic profiling of hypertrophic muscle shows that carbon from nutrient sources is being channelled for the production of biomass rather than ATP production. However the muscle displays elevated levels of autophagy and decreased levels of muscle tension. We demonstrate the myostatin null muscle is acutely sensitive to changes in diet and activates both the proteolytic and autophagy programmes and shutting down protein synthesis more extensively than is the case for wild-types. Poignantly we show that acute starvation which is detrimental to wild-type animals is beneficial in terms of metabolism and muscle function in the myostatin null mice by normalising tension production.

Effects of supplementation with free glutamine and the dipeptide alanyl-glutamine on parameters of muscle damage and inflammation in rats submitted to prolonged exercise

In this study, we investigated the effect of the supplementation with the dipeptide L-alanyl-L-glutamine (DIP) and a solution containing L-glutamine and L-alanine on plasma levels markers of muscle damage and levels of pro-inflammatory cytokines and glutamine metabolism in rats submitted to prolonged exercise. Rats were submitted to sessions of swim training for 6 weeks. Twenty-one days prior to euthanasia, the animals were supplemented with DIP (n = 8) (1.5 g.kg(-1)), a solution of free L-glutamine (1 g.kg(-1)) and free L-alanine (0.61 g.kg(-1)) (G&A, n = 8) or water (control (CON), n = 8). Animals were killed at rest before (R), after prolonged exercise (PE-2 h of exercise). Plasma concentrations of glutamine, glutamate, tumour necrosis factor-alpha (TNF-alpha), prostaglandin E2 (PGE2) and activity of creatine kinase (CK), lactate dehydrogenase (LDH) and muscle concentrations Of glutamine and glutamate were measured. The concentrations of plasma TNF-alpha, PGE2 and the activity of CK were lower in the G&A-R and DIP-R groups, compared to the CON-R. Glutamine in plasma (p < 0.04) and soleus muscle (p < 0.001) was higher in the DIP-R and G&A-R groups relative to the CON-R group. G&A-PE and DIP-PE groups exhibited lower concentrations of plasma PGE2 (p < 0.05) and TNF-alpha (p < 0.05), and higher concert I rations of glutamine and glutamate in soleus (p < 0.001) and gastrocnemius muscles (p < 0.05) relative to the CON-PE group. We concluded that supplementation with free L-glutamine and the dipeptide LL-alanyl-LL-glutamine represents an effective source of glutamine, which may attenuate inflammation biomarkers after periods of training and plasma levels of CK and the inflammatory response induced by prolonged exercise. Copyright (C) 2009 John Wiley & Sons, Ltd.

MITOCHONDRIAL RESPIRATORY CHAIN AND CREATINE KINASE ACTIVITIES IN mdx MOUSE BRAIN

In this study we investigated energy metabolism in the mdx mouse brain. To this end, prefrontal cortex, cerebellum, hippocampus, striatum, and cortex were analyzed. There was a decrease in Complex I but not in Complex 11 activity in all structures. There was an increase in Complex III activity in striatum and a decrease in Complex IV activity in prefrontal cortex and striatum. Mitochondrial creatine kinase activity was increased in hippocampus, prefrontal cortex, cortex, and striatum. Our results indicate that there is energy metabolism dysfunction in the mdx mouse brain. Muscle Nerve 41: 257-260, 2010

Phenotypic modulation of cultured vascular smooth muscle cells: a functional analysis focusing on MLC and ERK1/2 phosphorylation

Primary cultures of vascular smooth muscle cells (VSMCs) from rats offer a good model system to examine the molecular basis of mechanism of vascular contraction-relaxation. However, during pathological conditions such as atherosclerosis and hypertension, VSMCs characteristically exhibit phenotypic modulation, change from a quiescent contractile to a proliferative synthetic phenotype, which impairs this mechanism of vascular contraction-relaxation. Taking in account that Myosin light chain (MLC) and ERK1/2 directly participate in the process of vascular contraction, the aim of the current study was to analyze the involvement of MLC and ERK1/2 signaling during the process of VSMCs phenotypic modulation. Primary cultures of VSMCs from rat thoracic aortas were isolated and submitted to different number of passages or to freezing condition. Semi-quantitative RT-PCR was used to evaluate the mRNA levels of VSMCs differentiation markers, and western blot assays were used to determine the MLC and ERK1/2 phosphorylation levels during VSMCs phenotypic modulation. Also, immunocytochemical experiments were performed to evaluate morphological alterations occurred during the phenotypic modulation. Elevated number of passages (up to 4) as well as the freezing/thawing process induced a significant phenotypic modulation in VSMCs, which was accompanied by diminished MLC and ERK1/2 phosphorylation levels. Phosphorylation of MLC was suppressed completely by the treatment with a synthetic inhibitor of MEK-1, a direct upstream of ERK1/2, PD98059. These findings provide that ERK1/2-promoted MLC phosphorylation is impaired during VSMCs phenotypic modulation, suggesting that ERK1/2 signaling pathway may represent a potential target for understanding the pathogenesis of several vascular disease processes frequently associated to this condition.

Potential Role of Growth Hormone in Impairment of Insulin Signaling in Skeletal Muscle, Adipose Tissue, and Liver of Rats Chronically Treated with Arginine

We have shown that rats chronically treated with Arginine (Arg), although normoglycemic, exhibit hyperinsulinemia and decreased blood glucose disappearance rate after an insulin challenge. Attempting to investigate the processes underlying these alterations, male Wistar rats were treated with Arg (35 mg/d), in drinking water, for 4 wk. Rats were then acutely stimulated with insulin, and the soleus and extensorum digitalis longus muscles, white adipose tissue (WAT), and liver were excised for total and/or phosphorylated insulin receptor (IR), IR substrate 1/2, Akt, Janus kinase 2, signal transducer and activator of transcription (STAT) 1/3/5, and p85 alpha/55 alpha determination. Muscles and WAT were also used for plasma membrane (PM) and microsome evaluation of glucose transporter (GLUT) 4 content. Pituitary GH mRNA, GH, and liver IGF-I mRNA expression were estimated. It was shown that Arg treatment: 1) did not affect phosphotyrosine-IR, whereas it decreased phosphotyrosine-IR substrate 1/2 and phosphoserine-Akt content in all tissues studied, indicating that insulin signaling is impaired at post-receptor level; 2) decreased PM GLUT4 content in both muscles and WAT; 3) increased the pituitary GH mRNA, GH, and liver IGF-I mRNA expression, the levels of phosphotyrosine-STAT5 in both muscles, phosphotyrosine-Janus kinase 2 in extensorum digitalis longus, phosphotyrosine-STAT3 in liver, and WAT as well as total p85 alpha in soleus, indicating that GH signaling is enhanced in these tissues; and 4) increased p55 alpha total content in muscles, WAT, and liver. The present findings provide the molecular mechanisms by which insulin resistance and, by extension, reduced GLUT4 content in PM of muscles and WAT take place after chronic administration of Arg, and further suggest a putative role for GH in its genesis, considering its diabetogenic effect. (Endocrinology 150: 2080-2086, 2009)

Glimepiride as insulin sensitizer: increased liver and muscle responses to insulin

Aim: Glimepiride, a low-potency insulin secretagogue, is as efficient on glycaemic control as other sulphonylureas, suggesting an additional insulin-sensitizer role. The aim of the present study was to confirm the insulin-sensitizer role of glimepiride and to show extra-pancreatic effects of the drug. Methods: Three-month-old monosodium glutamate (MSG)-induced obese insulin-resistant rats were treated (OG) or not treated (O) with glimepiride for 4 weeks and compared with age-matched non-obese rats (C). Insulin sensitivity in whole body, glucose transporter 4 (GLUT4) protein content, glucose uptake and glycogen synthesis in oxidative skeletal muscle and phospho-glycogen synthase kinase (p-GSK3) and glycogen content in liver were analysed. Results: Insulin sensitivity, analysed by the insulin tolerance test, was 30% lower in O than in C rats (p < 0.05), and OG rats recovered this parameter (p < 0.05). In oxidative muscle, glimepiride increased the GLUT4 protein content (50%, p < 0.001) and recovered the obesity-induced reduction (similar to 20%) of the in vitro insulin-stimulated glucose uptake and incorporation into glycogen. In liver, glimepiride increased p-GSK3 (p < 0.01) and glycogen (p < 0.05) contents. Conclusion: The increased GLUT4 protein expression and glucose utilization in oxidative muscle and the increased insulin sensitivity and glycogen storage in liver evidence the insulin-sensitizer effect of glimepiride, which must be important to enable the glimepiride drug to promote an efficient glycaemic control.