Islet Brain 1 Protects Insulin Producing Cells against Lipotoxicity.

Chronic intake of saturated free fatty acids is associated with diabetes and may contribute to the impairment of functional beta cell mass. Mitogen activated protein kinase 8 interacting protein 1 also called islet brain 1 (IB1) is a candidate gene for diabetes that is required for beta cell survival and glucose-induced insulin secretion (GSIS). In this study we investigated whether IB1 expression is required for preserving beta cell survival and function in response to palmitate. Chronic exposure of MIN6 and isolated rat islets cells to palmitate led to reduction of the IB1 mRNA and protein content. Diminution of IB1 mRNA and protein level relied on the inducible cAMP early repressor activity and proteasome-mediated degradation, respectively. Suppression of IB1 level mimicked the harmful effects of palmitate on the beta cell survival and GSIS. Conversely, ectopic expression of IB1 counteracted the deleterious effects of palmitate on the beta cell survival and insulin secretion. These findings highlight the importance in preserving the IB1 content for protecting beta cell against lipotoxicity in diabetes.

Synergistic effect of glucose and prolactin on GLUT2 expression in cultured neonatal rat islets

We studied the synergistic effect of glucose and prolactin (PRL) on insulin secretion and GLUT2 expression in cultured neonatal rat islets. After 7 days in culture, basal insulin secretion (2.8 mM glucose) was similar in control and PRL-treated islets (1.84 ± 0.06% and 2.08 ± 0.07% of the islet insulin content, respectively). At 5.6 and 22 mM glucose, insulin secretion was significantly higher in PRL-treated than in control islets, achieving 1.38 ± 0.15% and 3.09 ± 0.21% of the islet insulin content in control and 2.43 ± 0.16% and 4.31 ± 0.24% of the islet insulin content in PRL-treated islets, respectively. The expression of the glucose transporter GLUT2 in B-cell membranes was dose-dependently increased by exposure of the islet to increasing glucose concentrations. This effect was potentiated in islets cultured for 7 days in the presence of 2 µg/ml PRL. At 5.6 and 10 mM glucose, the increase in GLUT2 expression in PRL-treated islets was 75% and 150% higher than that registered in the respective control. The data presented here indicate that insulin secretion, induced by different concentrations of glucose, correlates well with the expression of the B-cell-specific glucose transporter GLUT2 in pancreatic islets

Reduced cortical renal GLUT1 expression induced by angiotensin-converting enzyme inhibition in diabetic spontaneously hypertensive rats

Diabetes in spontaneously hypertensive rats is associated with cortical renal GLUT1 and GLUT2 overexpression. Our objective was to evaluate the effect of the angiotensin-converting enzyme blockade on cortical renal GLUT1 and GLUT2 expression, urinary albumin and urinary TGF-β1. Streptozotocin, 50 mg/kg, or citrate buffer (N = 16) was administered as a single injection into the tail vein in adult spontaneously hypertensive rats (~260 g). Thirty days later, these diabetic spontaneously hypertensive rats received ramipril by gavage: 0.01 mg·kg-1·day-1 (D0.01, N = 14), 1 mg·kg-1·day-1 (D1, N = 9) or water (D, N = 11) for 15 days. Albumin and TGF-β1 (24-h urine), direct arterial pressure, renal tissue angiotensin-converting enzyme activity (fluorometric assay), and GLUT1 and GLUT2 protein levels (Western blot, renal cortex) were determined. Glycemia and glycosuria were higher (P < 0.05) in the diabetic rats compared with controls, but similar between the diabetic groups. Diabetes in spontaneously hypertensive rats lowered renal tissue angiotensin-converting enzyme activity (40%), which was reduced further when higher ramipril doses were used. Diabetes associated with hypertension raised GLUT1 by 28% (P < 0.0001) and GLUT2 by 76% (P = 0.01), and both doses of ramipril equally reduced cortical GLUT1 (D vs D1 and vs D0.01, P ≤ 0.001). GLUT2 levels were reduced in D0.01 (P < 0.05 vs D). Diabetes increased urinary albumin and TGF-β1 urinary excretion, but the 15-day ramipril treatment (with either dose) did not reduce them. In conclusion, ramipril is effective in lowering renal tissue angiotensin-converting enzyme activity, as well as blocking cortical GLUT1 overexpression, which may be beneficial in arresting the development of diabetic nephropathy.

Antioxidant effect of mogrosides against oxidative stress induced by palmitic acid in mouse insulinoma NIT-1 cells

Excessive oxidative stress in pancreatic β cells, caused by glucose and fatty acids, is associated with the pathogenesis of type 2 diabetes. Mogrosides have shown antioxidant and antidiabetic activities in animal models of diabetes, but the underlying mechanisms remain unclear. This study evaluated the antioxidant effect of mogrosides on insulinoma cells under oxidative stress caused by palmitic acid, and investigated the underlying molecular mechanisms. Mouse insulinoma NIT-1 cells were cultured in medium containing 0.75 mM palmitic acid, mimicking oxidative stress. The effects of 1 mM mogrosides were determined with the dichlorodihydrofluorescein diacetate assay for intracellular reactive oxygen species (ROS) and FITC-Annexin V/PI assay for cell apoptosis. Expression of glucose transporter-2 (GLUT2) and pyruvate kinase was determined by semi-quantitative reverse-transcription polymerase chain reaction. Palmitic acid significantly increased intracellular ROS concentration 2-fold (P<0.05), and decreased expression of GLUT2 (by 60%, P<0.05) and pyruvate kinase (by 80%, P<0.05) mRNAs in NIT-1 cells. Compared with palmitic acid, co-treatment with 1 mM mogrosides for 48 h significantly reduced intracellular ROS concentration and restored mRNA expression levels of GLUT2 and pyruvate kinase. However, mogrosides did not reverse palmitic acid-induced apoptosis in NIT-1 cells. Our results indicate that mogrosides might exert their antioxidant effect by reducing intracellular ROS and regulating expression of genes involved in glucose metabolism. Further research is needed to achieve a better understanding of the signaling pathway involved in the antioxidant effect of mogrosides.

Inhibition of renal glucose reabsorption as a novel treatment for diabetes patients

The importance of the kidney in glucose homeostasis has been recognized for many years. Recent observations indicating a greater role of renal glucose metabolism in various physiologic and pathologic conditions have rekindled the interest in renal glucose handling as a potential target for the treatment of diabetes. The enormous capacity of the proximal tubular cells to reabsorb the filtered glucose load entirely, utilizing the sodium-glucose co-transporter system (primarily SGLT-2), became the focus of attention. Original studies conducted in experimental animals with the nonspecific SGLT inhibitor phlorizin showed that hyperglycemia after pancreatectomy decreased as a result of forced glycosuria. Subsequently, several compounds with more selective SGLT-2 inhibition properties (“second-generation̶1;) were developed. Some agents made it into pre-clinical and clinical trials and a few have already been approved for commercial use in the treatment of type 2 diabetes. In general, a 6-month period of therapy with SGLT-2 inhibitors is followed by a mean urinary glucose excretion rate of ~80 g/day accompanied by a decline in fasting and postprandial glucose with average decreases in HgA1C ~1.0%. Concomitant body weight loss and a mild but consistent drop in blood pressure also have been reported. In contrast, transient polyuria, thirst with dehydration and occasional hypotension have been described early in the treatment. In addition, a significant increase in the occurrence of uro-genital infections, particularly in women has been documented with the use of SGLT-2 inhibitors. Conclusion: Although long-term cardiovascular, renal and bone/mineral effects are unknown SGLT-2 inhibitors, if used with caution and in the proper patient provide a unique insulin-independent therapeutic option in the management of obese type 2 diabetes patients.

Régulation de la lipoprotéine lipase macrophagique et de LOX-1 par des facteurs métaboliques. Implications dans l’athérosclérose associée au diabète de type 2.

Les maladies cardiovasculaires (MCV) sont la principale cause de décès dans les pays occidentaux et constituent la principale complication associée au diabète. La lipoprotéine lipase (LPL) est une enzyme clé du métabolisme des lipides et est responsable de l'hydrolyse des lipoprotéines riches en triglycérides (TG). Plusieurs études ont démontré que la LPL sécrétée par les macrophages dans la paroi artérielle est pro-athérogénique. La dysfonction endothéliale caractérise les stades précoces du processus athérosclérotique. Il a été observé qu’un récepteur nouvellement identifié des lipoprotéines de basse densité oxydées (LDLox), le récepteur de type lectine des LDLox (LOX-1), est fortement exprimé dans les lésions athérosclérotiques humaines et dans l’aorte de rats diabétiques, suggérant un rôle clé de LOX-1 dans la pathogénèse de l’athérosclérose diabétique. Au vu du rôle potentiel de la LPL macrophagique et du LOX-1 dans l’athérosclérose associée au diabète de type 2, nous avons évalué la régulation de ces deux molécules pro-athérogéniques par des facteurs métaboliques et inflammatoires augmentés dans le diabète, soit la leptine, l’acide linoléique (LA) et la protéine C-réactive (CRP). Nos résultats démontrent que : 1) Dans les cellules endothéliales aortiques humaines (HAECs), LA augmente l’expression protéique de LOX-1 de façon temps- et dose-dépendante; 2) La pré-incubation de HAECs avec des antioxydants et des inhibiteurs de la NADPH oxydase, de la protéine kinase C (PKC) et du facteur nucléaire-kappa B (NF-kB), inhibe l’effet stimulant de LA sur l’expression protéique de LOX-1; 3) Dans les HAECs traitées avec LA, on observe une augmentation d’expression des isoformes classiques de la PKC; 4) LA augmente de manière significative l’expression génique de LOX-1 ainsi que la liaison des protéines nucléaires extraites des HAECs à la séquence régulatrice NF-kB présente dans le promoteur du gène de LOX-1; 5) LA augmente, via LOX-1, la captation des LDLox par les cellules endothéliales. Pris dans leur ensemble, ces résultats démontrent que LA augmente l’expression endothéliale de LOX-1 in vitro et appuient le rôle clé de LA dans la dysfonction endothéliale associée au diabète. Au vu de nos études antérieures démontrant qu’une expression accrue de LPL macrophagique chez les patients diabétiques de type 2 et que l’augmentation de facteurs métaboliques dans cette maladie, soit l’homocystéine (Hcys), les acides gras et les produits terminaux de glycation (AGE), accroissent l’expression de la LPL macrophagique, nous avons par la suite déterminé l’effet, in vitro, de deux autres facteurs métaboliques et inflammatoires surexprimés dans le diabète, soit la leptine et la CRP, sur l’expression de la LPL macrophagique. Les concentrations plasmatiques de leptine sont élevées chez les patients diabétiques et sont associées à un accroissement des risques cardiovasculaires. Nous avons démontré que : 1) Dans les macrophages humains, la leptine augmente l’expression de la LPL, tant au niveau génique que protéique; 2) L’effet stimulant de la leptine sur la LPL est aboli par la pré-incubation avec un anticorps dirigé contre les récepteurs à la leptine (Ob-R), des inhibiteurs de la PKC et des antioxydants; 3) La leptine augmente l’expression membranaire des isoformes classiques de la PKC et la diminution de l’expression endogène de la PKC, abolit l’effet de la leptine sur l’expression de la LPL macrophagique; 4) Dans les macrophages murins, la leptine augmente le taux de synthèse de la LPL et augmente la liaison de protéines nucléaires à la séquence protéine activée-1 (AP-1) du promoteur du gène de la LPL. Ces observations supportent la possibilité que la leptine puisse représenter un facteur stimulant de la LPL macrophagique dans le diabète. Finalement, nous avons déterminé, in vitro, l’effet de la CRP sur l’expression de la LPL macrophagique. La CRP est une molécule inflammatoire et un puissant prédicteur d’événements cardiovasculaires. Des concentrations élevées de CRP sérique sont documentées chez les patients diabétiques de type 2. Nous avons démontré que : 1) Dans les macrophages humains, la CRP augmente l’expression de la LPL au niveau génique et protéique et la liaison de la CRP aux récepteurs CD32 est nécessaire pour médier ses effets; 2) La pré-incubation de macrophages humains avec des antioxydants, des inhibiteurs de la PKC et de la protéine kinase mitogénique activée (MAPK), prévient l’induction de la LPL par la CRP; 3) La CRP augmente l’activité de la LPL, la génération intracellulaire d’espèces radicalaires oxygénées (ROS), l’expression d’isoformes classiques de la PKC et la phosphorylation des kinases extracellulaires régulées 1/2 (ERK 1/2); 4) Les macrophages murins traités avec la CRP démontrent une augmentation de la liaison des protéines nucléaires à la séquence AP-1 du promoteur du gène de la LPL. Ces données suggèrent que la LPL puisse représenter un nouveau facteur médiant les effets délétères de la CRP dans la vasculopathie diabétique. Dans l’ensemble nos études démontrent le rôle clé de facteurs métaboliques et inflammatoires dans la régulation vasculaire de la LPL et du LOX-1 dans le diabète. Nos données suggèrent que la LPL et le LOX-1 puissent représenter des contributeurs clé de l’athérogénèse accélérée associée au diabète chez l’humain. Mots-clés : athérosclérose, maladies cardiovasculaires, diabète de type 2, macrophage, LPL, cellules endothéliales, LOX-1, stress oxydatif, leptine, LA, CRP.

Manipulation of the ubiquitin-proteasome system by HIV-1 : role of the accessory protein Vpr

Le virus de l’immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1), l’agent étiologique du SIDA, est un rétrovirus complexe arborant plusieurs protéines accessoires : Nef, Vif, Vpr, et Vpu. Celles-ci sont impliquées dans la modulation de la réplication virale, dans l’évasion immunitaire et dans la progression de la pathogenèse du SIDA. Dans ce contexte, il a été démontré que la protéine virale R (Vpr) induit un arrêt de cycle cellulaire en phase G2. Le mécanisme par lequel Vpr exerce cette fonction est l’activation, ATR (Ataxia telangiectasia and Rad3 related)-dépendante, du point de contrôle de dommage à l’ADN, mais les facteurs et mécanismes moléculaires directement impliqués dans cette activité demeurent inconnus. Afin d’identifier de nouveaux facteurs cellulaires interagissant avec Vpr, nous avons utilisé une purification d’affinité en tandem (TAP) pour isoler des complexes protéiques natifs contenant Vpr. Nous avons découvert que Vpr s’associait avec CRL4A(VprBP), un complexe cellulaire d’E3 ubiquitine ligase, comprenant les protéines Cullin 4A, DDB1 (DNA damage-binding protein 1) et VprBP (Vpr-binding protein). Nos études ont mis en évidence que le recrutement de la E3 ligase par Vpr était nécessaire mais non suffisant pour l’induction de l’arrêt de cycle cellulaire en G2, suggérant ainsi que des événements additionnels seraient impliqués dans ce processus. À cet égard, nous apportons des preuves directes que Vpr détourne les fonctions de CRL4A(VprBP) pour induire la polyubiquitination de type K48 et la dégradation protéosomale de protéines cellulaires encore inconnues. Ces événements d’ubiquitination induits par Vpr ont été démontrés comme étant nécessaire à l’activation d’ATR. Finalement, nous montrons que Vpr forme des foyers ancrés à la chromatine co-localisant avec VprBP ainsi qu’avec des facteurs impliqués dans la réparation de l’ADN. La formation de ces foyers représente un événement essentiel et précoce dans l’induction de l’arrêt de cycle cellulaire en G2. Enfin, nous démontrons que Vpr est capable de recruter CRL4A(VprBP) au niveau de la chromatine et nous apportons des preuves indiquant que le substrat inconnu ciblé par Vpr est une protéine associée à la chromatine. Globalement, nos résultats révèlent certains des ménanismes par lesquels Vpr induit des perturbations du cycle cellulaire. En outre, cette étude contribue à notre compréhension de la modulation du système ubiquitine-protéasome par le VIH-1 et son implication fonctionnelle dans la manipulation de l’environnement cellulaire de l’hôte.

Rôle de l’enzyme PAS kinase dans la régulation du facteur de transcription PDX-1 dans la cellule bêta pancréatique.

Le diabète de type 2 (DT2) se caractérise par une production insuffisante d'insuline par le pancréas ainsi qu'une résistance des tissus périphériques à l'action de l'insuline. Dans les cellules bêta pancréatiques, le glucose stimule la production de l'insuline en induisant la transcription de son gène et la traduction ainsi que la sécrétion de sa protéine. Paradoxalement, une exposition prolongée et simultanée de ces cellules à de hautes concentrations de glucose en présence d'acides gras conduit à la détérioration de la fonction bêta pancréatique et au développement du DT2. Toutefois, les mécanismes moléculaires responsables de ces effets du glucose ne sont que partiellement connus. L'objectif du travail décrit dans cette thèse est d'identifier les mécanismes responsables de la régulation de la transcription du gène de l'insuline. PDX-1 (de l’anglais pour pancreatic and duodenal homeobox 1) est un facteur de transcription majeur et essentiel tant pour le développement du pancréas que pour le maintien de sa fonction à l'état adulte. En réponse au glucose, PDX-1 se lie au promoteur du gène de l'insuline et induit sa transcription. Ceci est inhibé par l'acide gras palmitate. Dans la première partie des travaux effectués dans le cadre de cette thèse, nous avons identifié deux mécanismes de régulation de la transcription du gène de l'insuline: le premier via ERK1/2 (de l'anglais pour extracellular-signal-regulated protein kinases 1 and 2) et le second par l’enzyme PASK (pour per-arnt-sim kinase). Nous avons également mis en évidence l'existence d'un troisième mécanisme impliquant l'inhibition de l'expression du facteur de transcription MafA par le palmitate. Nos travaux indiquent que la contribution de la signalisation via PASK est majeure. L'expression de PASK est augmentée par le glucose et inhibée par le palmitate. Sa surexpression dans les cellules MIN6 et les îlots isolés de rats, mime les effets du glucose sur l'expression du gène de l'insuline ainsi que sur l'expression de PDX-1 et prévient les effets délétères du palmitate. Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons identifié un nouveau mécanisme par lequel PASK augmente la stabilité protéique de PDX-1, soit via la phosphorylation et l'inactivation de la protéine kinase GSK3 bêta (de l'anglais pour glycogen synthase kinase 3 beta). Le glucose induit la translocation de PDX-1 du cytoplasme vers le noyau, ce qui est essentiel à sa liaison au promoteur de ses gènes cibles. L'exclusion nucléaire de PDX-1 a été observée dans plusieurs modèles ex vivo et in vivo de dysfonction de la cellule bêta pancréatique. Dans le dernier volet de cette thèse, nous avons démontré l'importance de l'utilisation de cellules primaires (îlots isolés et dispersés) pour étudier la translocation nucléaire de PDX-1 endogène étant donné que ce mode de régulation est absent dans les lignées insulino-sécrétrices MIN6 et HIT-T15. Ces études nous ont permis d'identifier et de mieux comprendre les mécanismes régulant la transcription du gène de l'insuline via le facteur de transcription PDX-1. Les cibles moléculaires ainsi identifiées pourraient contribuer au développement de nouvelles approches thérapeutiques pour le traitement du diabète de type 2. Mots-clés : Diabète, îlots de Langerhans, cellule bêta pancréatique, gène de l'insuline, PDX-1, PASK, GSK3 bêta, ERK1/2, PKB, glucose, palmitate.

Riluzole neuroprotection in a parkinson’s disease model involves suppression of reactive astrocytosis but not GLT-1 regulation

Background Riluzole is a neuroprotective drug used in the treatment of motor neurone disease. Recent evidence suggests that riluzole can up-regulate the expression and activity of the astrocyte glutamate transporter, GLT-1. Given that regulation of glutamate transport is predicted to be neuroprotective in Parkinson's disease, we tested the effect of riluzole in parkinsonian rats which had received a unilateral 6-hydroxydopamine injection into the median forebrain bundle. Results Rats were treated with intraperitoneal riluzole (4 mg/kg or 8 mg/kg), 1 hour before the lesion then once daily for seven days. Riluzole produced a modest but significant attenuation of dopamine neurone degeneration, assessed by suppression of amphetamine-induced rotations, preservation of tyrosine hydroxylase positive neuronal cell bodies in the substantia nigra pars compacta and attenuation of striatal tyrosine hydroxylase protein loss. Seven days after 6-hydroxydopamine lesion, reactive astrocytosis was observed in the striatum, as determined by increases in expression of glial fibrillary acidic protein, however the glutamate transporter, GLT-1, which is also expressed in astrocytes was not regulated by the lesion. Conclusions The results confirm that riluzole is a neuroprotective agent in a rodent model of parkinson’s disease. Riluzole administration did not regulate GLT-1 levels but significantly reduced GFAP levels, in the lesioned striatum. Riluzole suppression of reactive astrocytosis is an intriguing finding which might contribute to the neuroprotective effects of this drug.

Association of NAD(P)H Oxidase with Glucose-Induced Insulin Secretion by Pancreatic beta-Cells

We previously described the presence of nicotinamide adenine dinucleotide phosphate reduced form [NAD(P)H] oxidase components in pancreatic beta-cells and its activation by glucose, palmitic acid, and proinflammatory cytokines. In the present study, the importance of the NAD(P)H oxidase complex for pancreatic beta-cell function was examined. Rat pancreatic islets were incubated in the presence of glucose plus diphenyleneiodonium, a NAD(P)H oxidase inhibitor, for 1 h or with the antisense oligonucleotide for p47(PHOX) during 24 h. Reactive oxygen species (ROS) production was determined by a fluorescence assay using 2,7-dichlorodihydrofluorescein diacetate. Insulin secretion, intracellular calcium responses, [U-(14)C] glucose oxidation, and expression of glucose transporter-2, glucokinase and insulin genes were examined. Antisense oligonucleotide reduced p47(PHOX) expression [an important NAD(P)H oxidase cytosolic subunit] and similarly to diphenyleneiodonium also blunted the enzyme activity as indicated by reduction of ROS production. Suppression of NAD(P)H oxidase activity had an inhibitory effect on intracellular calcium responses to glucose and glucose-stimulated insulin secretion by isolated islets. NAD(P)H oxidase inhibition also reduced glucose oxidation and gene expression of glucose transporter-2 and glucokinase. These findings indicate that NAD(P)H oxidase activation plays an important role for ROS production by pancreatic beta-cells during glucose-stimulated insulin secretion. The importance of this enzyme complex for the beta-cell metabolism and the machinery involved in insulin secretion were also shown. (Endocrinology 150: 2197-2201, 2009)

Insulin resistance of pregnancy involves estrogen-induced repression of muscle GLUT4

Pregnancy is accompanied by hyperestrogenism, however, the role of estrogens in the gestational-induced insulin resistance is unknown. Skeletal muscle plays a fundamental role in this resistance, where GLUT4 regulates glucose uptake. We investigated: (1) effects of oophorectomy and estradiol (E2) on insulin sensitivity and GLUT4 expression. E2 (similar to 200 nM) for 7 days decreased sensitivity, reducing similar to 30% GLUT4 mRNA and protein (P< 0.05) and plasma membrane expression in muscle; (2) the expression of ER alpha and ER beta in L6 myotubes, showing that both coexpress in the same nucleus; (3) effects of E2 on GLUT4 in L6, showing a time- and dose-dependent response. High concentration (100 nM) for 6 days reduced similar to 25% GLUT4 mRNA and protein (P < 0.05). Concluding, E2 regulates GLUT4 in muscle, and at high concentrations, such as in pregnancy, reduces GLUT4 expression and, in vivo, decreases insulin sensitivity. Thus, hyperestrogenism may be involved in the pregnancy-induced insulin resistance and/or gestational diabetes. (C) 2008 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Glucose-Induced Regulation of NHEs Activity and SGLTs Expression Involves the PKA Signaling Pathway

The effect of glucose on the intracellular pH (pH(i)) recovery rate (dpH(i)/dt) and Na(+)-glucose transporter (SGLT) localization was investigated in HEK-293 cells, a cell line that expresses endogenous NHE1, NHE3, SGLT1, and SGLT2 proteins. The activity of the Na(+)/H(+) exchangers (NHEs) was evaluated by using fluorescence microscopy. The total and membrane protein expression levels were analyzed by immunoblotting. In cells cultivated in 5 mM glucose, the pH(i) recovery rate was 0.169 +/- A 0.020 (n = 6). This value did not change in response to the acute presence of glucose at 2 or 10 mM, but decreased with 25 mM glucose, an effect that was not observed with 25 mM mannitol. Conversely, the chronic effect of high glucose (25 mM) increased the pH(i) recovery rate (similar to 40%, P < 0.05), without changes in the total levels of NHE1, NHE3, or SGLT1 expression, but increasing the total cellular (similar to 50%, P < 0.05) and the plasma membrane (similar to 100%, P < 0.01) content of SGLT2. Treatment with H-89 (10(-6) M) prevented the stimulatory effect of chronic glucose treatment on the pH(i) recovery rate and SGLT2 expression in the plasma membrane. Our results indicate that the effect of chronic treatment with a high glucose concentration is associated with increased NHEs activity and plasma membrane expression of SGLT2 in a protein kinase A-dependent way. The present results reveal mechanisms of glucotoxicity and may contribute to understanding the diabetes-induced damage of this renal epithelial cell.

Intensive insulin treatment induces insulin resistance in diabetic rats by impairing glucose metabolism-related mechanisms in muscle and liver

Insulin replacement is the only effective therapy to manage hyperglycemia in type 1 diabetes mellitus (T1DM). Nevertheless, intensive insulin therapy has inadvertently led to insulin resistance. This study investigates mechanisms involved in the insulin resistance induced by hyperinsulinization. Wistar rats were rendered diabetic by alloxan injection, and 2 weeks later received saline or different doses of neutral protamine Hagedorn insulin (1.5, 3, 6, and 9 U/day) over 7 days. Insulinopenic-untreated rats and 6U- and 9U-treated rats developed insulin resistance, whereas 3U-treated rats revealed the highest grade of insulin sensitivity, but did not achieve good glycemic control as 6U- and 9U-treated rats did. This insulin sensitivity profile was in agreement with glucose transporter 4 expression and translocation in skeletal muscle, and insulin signaling, phosphoenolpyruvate carboxykinase/glucose-6-phosphatase expression and glycogen storage in the liver. Under the expectation that insulin resistance develops in hyperinsulinized diabetic patients, we believe insulin sensitizer approaches should be considered in treating T1DM. Journal of Endocrinology (2011) 211, 55-64

Anti-inflammatory effect of atorvastatin ameliorates insulin resistance in monosodium glutamate-treated obese mice

Considering that inflammation contributes to obesity-induced insulin resistance and that statins have been reported to have other effects beyond cholesterol lowering, the present study aimed to it whether atorvastatin treatment has anti-inflammatory action in white adipose tissue of obese mice, consequently improving insulin sensitivity. Insulin sensitivity in vivo (by insulin tolerance test); metabolic-hormonal profile; plasma tumor necrosis factor (TNF)-alpha, interleukin (IL)-6, and adiponectin; adipose tissue immunohistochemistry; glucose transporter (GLUT) 4; adiponectin; INF-alpha; IL-1 beta; and IL-6 gene expression; and I kappa B kinase (IKK)-alpha/beta activity were assessed in 23-week-old monosodium glutamate induced obese mice untreated or treated with atorvastatin for 4 weeks. Insulin-resistant obese mice had increased plasma triglyceride, insulin, TNF-alpha, and IL-6 plasma levels. Adipose tissue of obese animals showed increased macrophage infiltration, IKK-alpha (42%, P < .05) and IKK-beta (73%, P < .05) phosphorylation, and INF-alpha and IL-6 messenger RNA (mRNA) (similar to 15%, P < .05) levels, and decreased GLUT4 mRNA and protein (30%, P < .05) levels. Atorvastatin treatment lowered cholesterol, triglyceride, insulin, INF-alpha, and IL-6 plasma levels, and restored whole-body insulin sensitivity. In adipose tissue, atorvastatin decreased macrophage in and normalized IKK-alpha/beta phosphorylation; INF-alpha, IL-6, and GLUT4 mRNA; and GLUT4 protein to control levels. The present findings demonstrate that atorvastatin has anti-inflammatory effects on adipose tissue of obese mice, which may be important to its local and whole-body insulin-sensitization effects. (C) 2010 Published by Elsevier Inc.