Clinical correlates of serum pigment epithelium-derived factor in type 2 diabetes patients

Aim: To determine if serum pigment epithelium-derived factor (PEDF) levels in Type 2 diabetes are related to vascular risk factors and renal function. Methods: PEDF was quantified by ELISA in a cross-sectional study of 857 male Veterans Affairs Diabetes Trial (VADT) subjects, and associations with cardiovascular risk factors and renal function were determined. In a subset (n = 246) in whom serum was obtained early in the VADT (2.0 ± 0.3 years post-randomization), PEDF was related to longitudinal changes in renal function over 3.1 years. Results: Cross-sectional study: In multivariate regression models, PEDF was positively associated with serum triglycerides, waist-to-hip ratio, serum creatinine, use of ACE inhibitors or angiotensin receptor blockers, and use of lipid-lowering agents; it was negatively associated with HDL-C (all p < 0.05). Longitudinal study: PEDF was not associated with changes in renal function over 3.1 years (p > 0.09). Conclusions: Serum PEDF in Type 2 diabetic men was cross-sectionally associated with dyslipidemia, body habitus, use of common drugs for blood pressure and dyslipidemia, and indices of renal function; however, PEDF was not associated with renal decline over 3.1 years.

Regulatory interactions between the metabolic sensors SIRT1 and AMPK in modulating PPARα linked functions, in obesity-dependent type 2 diabetes mellitus

Tese de doutoramento, Ciências Biomédicas (Ciências Funcionais), Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2014

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.

Modulation de la signalisation du récepteur de type 2 du facteur de croissance de l’endothélium vasculaire (VEGFR-2) par l’ubiquitination

Résumé L’angiogenèse est l’un des processus les plus importants pour le maintien de l’homéostasie de l’oxygène dans les tissus. Le facteur de croissance de l’endothélium vasculaire, VEGF, joue un rôle primordial dans la réponse angiogénique. Ce facteur de croissance mène à l’activation du récepteur de type 2 du facteur de croissance de l’endothélium vasculaire, VEGFR-2. Suite à une activation du VEGFR-2, plusieurs cascades de signalisation sont activées dans les cellules endothéliales. Afin d’atténuer cette signalisation, le VEGFR-2 est multi-ubiquitiné sur des résidus lysine et de cette manière, il est amené aux voies de dégradation, principalement dans les lysosomes. Cette ubiquitination est induite par l’association de l’ubiquitine ligase (E3) c-Cbl à un résidu tyrosine phosphorylé du domaine C-terminal du récepteur. Dans cette étude, nous avons identifié la tyrosine 1319 comme étant nécessaire pour l’association de c-Cbl au VEGFR-2 et son ubiquitination. Nos résultats démontrent aussi que dans des cellules endothéliales aortiques bovines, BAEC, la surexpression du récepteur mutant Y1319F ralentit la dégradation du VEGFR-2 et induit une activation plus forte et prolongée de la synthétase endothéliale du monoxyde d’azote (eNOS). Ces résultats nous permettent de mieux comprendre le déroulement de la régulation de la signalisation du VEGFR-2 au niveau intracellulaire. Mots-clés: [Angiogenèse, VEGFR-2, VEGF, c-Cbl, Ubiquitination, Tyrosine 1319, Dégradation]

Conséquences fonctionnelles de mutations affectant le récepteur de la vasopressine de type 2 et implications thérapeutiques

Le récepteur de la vasopressine de type 2 (V2R) joue un rôle crucial dans l’homéostasie hydrique. Exprimé principalement au niveau du rein, son activation par l’hormone antidiurétique arginine-vasopressine (AVP) favorise la réabsorption d’eau, participant ainsi à diminuer la diurèse. Plus de 200 mutations dans le gène du V2R ont été associées au diabète néphrogénique insipide congénital (DINc), une maladie causée par une perte de fonction du récepteur. À l’opposé, trois mutations découvertes récemment induisent un gain de fonction du V2R, et sont la cause du syndrome néphrogénique de l’anti-diurèse inappropriée (NSIAD). Les travaux de cette thèse visent à mieux comprendre les bases moléculaires responsables de la perte ou du gain de fonction des récepteurs mutants associés à ces deux maladies. Dans plus de 50% des cas, les mutations faux-sens affectent négativement l’adoption d’une conformation native par le V2R, provoquant la reconnaissance et la rétention intracellulaire des mutants par le système de contrôle de qualité du réticulum endoplasmique. Nos résultats ont démontré que l’interaction entre les récepteurs mutants et le chaperon moléculaire calnexine est dépendante de N-glycosylation et que sa durée varie en fonction de la mutation. De plus, l’importance de cette modification co-traductionnelle et des interactions lectines-sucres dans le processus de maturation d’un mutant donné s’est avérée une caractéristique intrinsèque, puisque l’absence de N-glycosylation n’a pas affecté le mutant Y128S (phénotype léger) tandis que la maturation du mutant W164S (phénotype sévère) a été totalement abolie. Nos résultats suggèrent aussi que l’action des chaperons pharmacologiques (CP), molécules favorisant la maturation des mutants du V2R, peut survenir à différentes étapes au cours du processus de maturation, selon le mutant réchappé. Ces différences entre muta nts suggèrent des processus biosynthétiques ‘personnalisés’ dictés par la nature de la mutation impliquée et pourraient expliquer la différence de sévérité des manifestations cliniques chez les patients porteurs de ces mutations. Bien qu’une récupération de fonction ait été obtenue pour les mutants Y128S et W164S par un traitement au CP, il n’en est pas de même pour toutes les mutations occasionnant un défaut conformationnel. C’est ce que nous avons démontré pour le mutant V88M, affligé de deux défauts, soit une faible efficacité de maturation combinée à une basse affinité pour l’AVP. Dans ce cas, et malgré une augmentation du nombre de récepteurs mutants la surface cellulaire, la diminution de l’affinité apparente du récepteur mutant pour l’AVP a été exacerbée par la présence résiduelle de CP à son site de liaison, rendant impossible l’activation du récepteur aux concentrations physiologiques d’AVP. Les mutants R137C et R137L ont une activité constitutive élevée et mènent au NSIAD tandis que la substitution de cette même arginine par une histidine (R137H) mène au DINc. Ces trois mutants se sont avéré partager plusieurs caractéristiques, dont une efficacité de maturation réduite et une désensibilisation spontanée élevée. La seule différence iden tifiée entre ces mutants est leur niveau d’activité constitutive. Le CP utilisé dans nos études possède aussi la propriété d’agoniste inverse, mais n’a pourtant pas diminué l’activité constitutive des mutants R137C/L, suggérant une conformation active ‘figée’. Seul l’effet chaperon a été observé, entraînant la hausse de récepteurs à la surface cellulaire, qui se traduit par une augmentation de la production de second messager. Nous avons par contre suggéré l’utilisation d’AVP puisqu’il favorise l’endocytose des récepteurs R137/L sans promouvoir leur activation, diminuant ainsi le nombre de récepteurs actifs à la surface cellulaire. Nous avons identifié la première mutation occasionnant un gain de fonction du V2R qui n’implique pas l’arginine 137. Le mutant F229V a une activité constitutive élevée et, contrairement aux R137C et R137L, il n’est pas sujet à une désensibilisation spontanée accrue. L’observation que des agonistes inverses sont aptes à inhiber l’activité constitutive de ce nouveau mutant est une découverte importante puisque l’insuccès obtenu avec les mutations précédentes suggérait que ces molécules n’étaient pas utiles pour le traitement du NSIAD. Considérés globalement, ces travaux illustrent le caractère particulier des formes mutantes du V2R et l’importance de bien cerner les conséquences fonctionnelles des mutations afin d’apporter aux patients atteints de DINc ou NSIAD une thérapie personnalisée, et de développer de nouveaux agents thérapeutiques adaptés aux besoins.

Contribution différentielle du tissu adipeux mâle et femelle dans l’établissement du diabète de type 2 et des altérations cardiovasculaires : rôle de l’apport lipidique

Au cours des dernières années, il est devenu évident que les sociétés des pays industrialisés sont à haut risque de maladies métaboliques. Une alimentation riche en énergie (lipide/glucide), combinée à une sédentarité accrue, est un facteur environnemental contribuant à l'augmentation de la prévalence de maladies reliées spécifiquement à des troubles endocriniens comme l'obésité et le diabète. Le traitement de ces désordres métaboliques doit donc passer par la connaissance et la compréhension des mécanismes moléculaires qui contrôlent ces désordres et le développement de traitements ciblés vers les facteurs responsables. Le tissu adipeux est une glande endocrine qui sécrète des substances, regroupées sous le terme d'adipokines, qui contrôlent l'homéostasie énergétique. L'augmentation de la masse adipeuse est responsable du développement de dérégulation hormonale qui mène à des dysfonctions physiologiques et métaboliques. Pour contrecarrer le développement démesuré du tissu adipeux, la signalisation insulinique ainsi que l’apport énergétique, responsables de la différenciation adipocytaire, doivent être inhibés. In vivo, la leptine, adipokine dont la concentration est corrélée à la masse adipeuse, présente des actions pro ou anti-insuliniques dans l’organisme pour réguler ce phénomène. Elle favorise l’effet inhibiteur de l’insuline sur la synthèse hépatique de glucose alors qu’elle s’oppose à son action sur l’expression des enzymes glucokinase et phosphoénol-pyruvate carboxykinase. La leptine influence aussi le taux circulant de triglycérides en diminuant sa concentration plasmatique. D'autre part, l'adiponectine, adipokine insulino- sensibilisante, voit sa sécrétion diminuée avec la prise de poids. La sensibilité à l'insuline est ainsi diminuée au fur et à mesure que le débalancement de ces deux adipokines s'accentue. La résistance à l'insuline s'installe alors pour s'opposer au stockage énergétique et à la prise illimitée de poids et la glycémie augmente. L'augmentation du glucose sanguin stimule la sécrétion d'insuline au niveau des cellules pancréatiques. C'est le diabète caractérisé par une hyperglycémie et une résistance à l'insuline. Le diabète, une des premières causes de mortalité dans le monde, est plus répandu sous sa forme non insulinodépendante (diabète de type 2, DT2) liée à l'obésité. Récemment, différents facteurs de transcription ont été identifiés comme régulateurs de l'expression d'une panoplie de gènes impliqués dans le métabolisme glucidique et lipidique. Parmi eux, les récepteurs des inducteurs de la prolifération des peroxysomes (PPAR, Peroxisome Proliferator-Activated Receptor), appartenant à la famille des récepteurs nucléaires. Les PPAR ont été démontrés comme ayant un rôle central dans le contrôle de la transcription des gènes codants pour des protéines impliquées dans le métabolisme : les adipokines. PPARg, en plus de son implication dans le contrôle de l'homéostasie glucidique et lipidique, est reconnu comme étant un facteur de transcription pivot régulant l'adipogenèse du fait de son expression majeure dans le tissu adipeux. D'autre part, il est bien établi maintenant que l'obésité et le diabète sont des facteurs contribuant au développement du processus inflammatoire vasculaire caractéristique de l’athérosclérose. En effet, les cellules endothéliales et musculaires lisses, principales composantes de la média de l’artère, sont très sensibles aux altérations métaboliques. Une diminution de la sensibilité à l’insuline entraine une réduction de la disponibilité du glucose et l’utilisation des acides gras comme alternatif par ces cellules. Ceci induit l’accumulation des acides gras oxydés dans l’intima et leur filtration dans la média pour former un core lipidique. Bien que l’induction de la dysfonction endothéliale soit impliquée très précocement, certaines études pointent l’accumulation lipidique dans les cellules musculaires lisses vasculaires (CML) et leur dysfonction comme déclencheurs de l’athérosclérose. Ce travail visait donc, dans un premier temps, à développer un modèle d'altérations métaboliques liées à la modulation de l'activité du tissu adipeux via une alimentation riche en lipides. Dans un second temps, cette étude tentait d'évaluer l’impact des adipocytes de souris sur les CML vasculaires et sur la modulation de leurs fonctions dans ce modèle d'altérations métaboliques et DT2 liés à l'alimentation et à l'obésité. Ainsi, par le biais de deux diètes pauvres en cholestérol à profil lipidique différent, nous avons développé un modèle murin présentant divers stades d'altérations du métabolisme allant jusqu'au DT2 en lien avec l'obésité chez les mâles et chez les femelles. D’autre part, des signes de cardiomyopathie ainsi qu’une modulation du taux des adipokines sont reliés à ces mêmes diètes. Parallèlement, l’activité de PPAR!2 est modulée chez les souris sous diètes enrichies en gras. Ensuite, nous avons démontré que les adipocytes, provenant de souris alimentées avec une diète enrichie en gras, modulaient la migration et la prolifération des CML comparativement au groupe contrôle. Ces modulations dépendaient en grande partie de la nature de la diète consommée, mais également du sexe de la souris. Par ailleurs, les altérations fonctionnelles des CML, couplées à des modulations géniques, sont associées aux changements du profil de sécrétion des adipokines mesurées chez les adipocytes. L’ensemble de ces travaux suggère une action directe de la nature de la stimulation du tissu adipeux blanc dans la modulation du profil de sécrétion des adipokines et l'induction du DT2 in vivo. Ces altérations de la physiologie adipocytaire se reflètent in vitro où le tissu adipeux contribue aux altérations physiopathologiques des CML liées au DT2. Ainsi, cette étude est l'une des premières à établir un lien direct entre les modulations adipocytaires et les effets de leurs sécrétions sur la physiologie des CML. Ces observations peuvent être exploitées cliniquement dans un développement futur d’outils thérapeutiques visant à prévenir et à traiter les troubles métaboliques et le DT2, en ciblant le tissu adipeux comme entité métabolique et endocrine.

Développement et radiosynthèse de ligands du récepteur tyrosine kinase neurotrophique type 2 (TrkB) marqués aux carbone-11 et fluor-18 pour l’imagerie cérébrale par tomographie d’émission de positons

Ce mémoire présente mes travaux ayant menés au développement d’une première génération de radioligands marqués au fluor-18 (t1/2 = 110 min) et au carbone-11 (t1/2 = 20.4 min) destinés à l’imagerie cérébrale in vivo du récepteur tyrosine kinase neurotrophique de type 2 (TrkB) en tomographie par émission de positons (TEP). Ces travaux reposent sur l’identification récente de ligands de TrkB non peptidiques à hautes affinités dérivés du 7,8-dihydroxyflavone. La synthèse d’une série de dérivés du 7,8-dihydroxyflavone non-radioactifs de même que des précuseurs à l’incorporation du fluro-18 et du carbone-11 a d’abord été effectuée. Partant des précurseurs adéquats synthétisés, la radiosynthèse de deux radioligands, l’un marqué au fluor-18 et l’autre au carbone-11, a été développée. Ces radiosynthèses reposent respectivement sur une 18F-radiofluorination nucléophile aromatique nouvelle et hautement efficace et sur une 11C-méthylation N-sélective. Les radiotraceurs de TrkB ainsi obtenus ont ensuite été évalués in vitro en autoradiographie et in vivo en tant que traceurs TEP dans des rats. L’évaluation des propriétés physico-chimique de même que de la stabilité in vitro des radiotraceurs sont présentées. Partant d’une série d’analogues cristallisés de ces flavones synthétiques, une étude de relation structure-activité a été menée. La combinaison de cette étude, de pair avec l’évaluation in vivo de la première génération de radiotraceurs de TrkB a aussi permis d’investiguer les pharmacophores nécessaires à l’affinité de ces ligands de même que d’identifier des fragments structurels associés au métabolisme des radiotraceurs. La radiosynthèse d’un troisième radioligand de TrkB et son évaluation TEP in vivo de même que la mise en lumière des modifications structurelles utiles au développement d’une seconde génération de radioligands de TrkB avec des propriétés optimisées pour fin d’imagerie TEP sont aussi détaillés.

Evidence for an association with type 2 diabetes mellitus at the PPARG locus in a South Indian population

Peroxisome proliferator-activated receptor-gamma2 (PPARG2) is a nuclear hormone receptor of ligand-dependent transcription factor involved in adipogenesis and a molecular target of the insulin sensitizers thiazolidinediones. We addressed the question of whether the 3 variants (-1279G/A, Pro12Ala, and His478His) in the PPARG2 gene are associated with type 2 diabetes mellitus and its related traits in a South Indian population. The study subjects (1000 type 2 diabetes mellitus and 1000 normal-glucose-tolerant subjects) were chosen randomly from the Chennai Urban Rural Epidemiology Study, an ongoing population-based study in southern India. The variants were screened by single-stranded conformational variant, direct sequencing, and restriction fragment length polymorphism. Linkage disequilibrium was estimated from the estimates of haplotypic frequencies. The -1279G/A, Pro12Ala, and His478His variants of the PPARG2 gene were not associated with type 2 diabetes mellitus. However, the 2-loci analyses showed that, in the presence of Pro/Pro genotype of the Pro12Ala variant, the -1279G/A promoter variant showed increased susceptibility to type 2 diabetes mellitus (odds ratio, 2.092; 95% confidence interval, 1.22-3.59; P = .008), whereas in the presence of 12Ala allele, the -1279G/A showed a protective effect against type 2 diabetes mellitus (odds ratio, 0.270; 95% confidence interval, 0.15-0.49; P < .0001). The 3-loci haplotype analysis showed that the A-Ala-T (-1279G/A-Pro12Ala-His478His) haplotype was associated with a reduced risk of type 2 diabetes mellitus (P < .0001). Although our data indicate that the PPARG2 gene variants, independently, have no association with type 2 diabetes mellitus, the 2-loci genotype analysis involving -1279G/A and Pro12Ala variants and the 3-loci haplotype analysis have shown a significant association with type 2 diabetes mellitus in this South Indian population.

Growth factor receptor-bound protein 2 contributes to (hem)immunoreceptor tyrosine-based activation motif-mediated signaling in platelets

Rationale: Platelets are anuclear cell fragments derived from bone marrow megakaryocytes (MKs) that safeguard vascular integrity but may also cause pathological vessel occlusion. One major pathway of platelet activation is triggered by 2 receptors that signal through an (hem)immunoreceptor tyrosine-based activation motif (ITAM), the activating collagen receptor glycoprotein (GP) VI and the C-type lectin-like receptor 2 (CLEC-2). Growth factor receptor–bound protein 2 (Grb2) is a ubiquitously expressed adapter molecule involved in signaling processes of numerous receptors in different cell types, but its function in platelets and MKs is unknown. Objective: We tested the hypothesis that Grb2 is a crucial adapter protein in (hem)immunoreceptor tyrosine-based activation motif signaling in platelets. Methods and Results: Here, we show that genetic ablation of Grb2 in MKs and platelets did not interfere with MK differentiation or platelet production. However, Grb2-deficiency severely impaired glycoprotein VI–mediated platelet activation because of defective stabilization of the linker of activated T-cell (LAT) signalosome and activation of downstream signaling proteins that resulted in reduced adhesion, aggregation, and coagulant activity on collagen in vitro. Similarly, CLEC-2–mediated signaling was impaired in Grb2-deficient platelets, whereas the cells responded normally to stimulation of G protein–coupled receptors. In vivo, this selective (hem)immunoreceptor tyrosine-based activation motif signaling defect resulted in prolonged bleeding times but affected arterial thrombus formation only after concomitant treatment with acetylsalicylic acid, indicating that defective glycoprotein VI signaling in the absence of Grb2 can be compensated through thromboxane A2–induced G protein–coupled receptor signaling pathways. Conclusions: These results reveal an important contribution of Grb2 in (hem)immunoreceptor tyrosine-based activation motif signaling in platelets in hemostasis and thrombosis by stabilizing the LAT signalosome.

Does high-intensity resistance training maintain bone mass during moderate weight loss in older overweight adults with type 2 diabetes?

The aim was to investigate whether the addition of supervised high intensity progressive resistance training to a moderate weight loss program (RT+WLoss) could maintain bone mineral density (BMD) and lean mass compared to moderate weight loss (WLoss) alone in older overweight adults with type 2 diabetes. We also investigated whether any benefits derived from a supervised RT program could be sustained through an additional home-based program. This was a 12-month trial in which 36 sedentary, overweight adults aged 60 to 80 years with type 2 diabetes were randomized to either a supervised gymnasium-based RT+WLoss or WLoss program for 6 months (phase 1). Thereafter, all participants completed an additional 6-month home-based training without further dietary modification (phase 2). Total body and regional BMD and bone mineral content (BMC), fat mass (FM) and lean mass (LM) were assessed by DXA every 6 months. Diet, muscle strength (1-RM) and serum total testosterone, estradiol, SHBG, insulin and IGF-1 were measured every 3 months. No between group differences were detected for changes in any of the hormonal parameters at any measurement point. In phase 1, after 6 months of gymnasium-based training, weight and FM decreased similarly in both groups (P<0.01), but LM tended to increase in the RT+WLoss (n=16) relative to the WLoss (n=13) group [net difference (95% CI), 1.8% (0.2, 3.5), P<0.05]. Total body BMD and BMC remained unchanged in the RT+WLoss group, but decreased by 0.9 and 1.5%, respectively, in the WLoss group (interaction, P<0.05). Similar, though non-significant, changes were detected at the femoral neck and lumbar spine (L2-L4). In phase 2, after a further 6 months of home-based training, weight and FM increased significantly in both the RT+WLoss (n=14) and WLoss (n=12) group, but there were no significant changes in LM or total body or regional BMD or BMC in either group from 6 to 12 months. These results indicate that in older, overweight adults with type 2 diabetes, dietary modification should be combined with progressive resistance training to optimize the effects on body composition without having a negative effect on bone health.

Decreased expression of adipogenic genes in obese subjects with type 2 diabetes

Objective: Our objective was to delineate the potential role of adipogenesis in insulin resistance and type 2 diabetes. Obesity is characterized by an increase in adipose tissue mass resulting from enlargement of existing fat cells (hypertrophy) and/or from increased number of adipocytes (hyperplasia). The inability of the adipose tissue to recruit new fat cells may cause ectopic fat deposition and insulin resistance.

Research Methods and Procedures: We examined the expression of candidate genes involved in adipocyte proliferation and/or differentiation [ CCAAT/enhancer-binding protein (C/EBP) alpha, C/EBPdelta, GATA domain-binding protein 3 (GATA3), C/EBPbeta, peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) gamma2, signal transducer and activator of transcription 5A (STAT5A), Wnt-10b, tumor necrosis factor alpha, sterol regulatory element-binding protein 1c (SREBP1c), 11 beta-hydroxysteroid dehydrogenase, PPARG angiopoietin-related protein (PGAR), insulin-like growth factor 1, PPARitalic gamma coactivator 1alpha, PPARitalic gamma coactivator 1beta, and PPARdelta] in subcutaneous adipose tissue from 42 obese individuals with type 2 diabetes and 25 non-diabetic subjects matched for age and obesity.

Results: Insulin sensitivity was measured by a 3-hour 80 mU/m2 per minute hyperinsulinemic glucose clamp (100 mg/dL). As expected, subjects with type 2 diabetes had lower glucose disposal (4.9 plusminus 1.9 vs. 7.5 plusminus 2.8 mg/min per kilogram fat-free mass; p < 0.001) and larger fat cells (0.90 plusminus 0.26 vs. 0.78 plusminus 0.17 mum; p = 0.04) as compared with obese control subjects. Three genes (SREBP1c, p < 0.01; STAT5A, p = 0.02; and PPARitalic gamma2, p = 0.02) had significantly lower expression in obese type 2 diabetics, whereas C/EBPbeta only tended to be lower (p = 0.07).

Discussion: This cross-sectional study supports the hypothesis that impaired expression of adipogenic genes may result in impaired adipogenesis, potentially leading to larger fat cells in subcutaneous adipose tissue and insulin resistance.

Impaired activation of AMP-Kinase and fatty acid oxidation by globular adiponectin in cultured human skeletal muscle of obese type 2 diabetics

Adiponectin is an adipocyte-derived hormone associated with antidiabetic actions. In rodent skeletal muscle, globular adiponectin (gAD) activates AMP-kinase (AMPK) and stimulates fatty acid oxidation effects mediated through the adiponectin receptors, AdipoR1 and AdipoR2. In the present study, we examined the mRNA expression of adiponectin receptors and the effects of gAD on AMPK activity and fatty acid oxidation in skeletal muscle myotubes from lean, obese, and obese type 2 diabetic subjects. Myotubes from all groups expressed approximately 4.5-fold more AdipoR1 mRNA than AdipoR2, and obese subjects tended to have higher AdipoR1 expression (P = 0.052). In lean myotubes, gAD activates AMPK[alpha]1 and -[alpha]2 by increasing Thr172 phosphorylation, an effect associated with increased acetyl-coenzyme A carboxylase (ACC[beta]) Ser221 phosphorylation and enhanced rates of fatty acid oxidation, effects similar to those observed after pharmacological AMPK activation by 5-aminoimidazole-4-carboxamide riboside. In obese myotubes, the activation of AMPK signaling by gAD at low concentrations (0.1 [mu]g/ml) was blunted, but higher concentrations (0.5 [mu]g/ml) stimulated AMPK[alpha]1 and -[alpha]2 activities, AMPK and ACC[beta] phosphorylation, and fatty acid oxidation. In obese type 2 diabetic myotubes, high concentrations of gAD stimulated AMPK[alpha]1 activity and AMPK phosphorylation; however, ACC[beta] phosphorylation and fatty acid oxidation were unaffected. Reduced activation of AMPK signaling and fatty acid oxidation in obese and obese diabetic myotubes was not associated with reduced protein expression of AMPK[alpha] and ACC[beta] or the expression and activity of the upstream AMPK kinase, LKB1. These data suggest that reduced activation of AMPK by gAD in obese and obese type 2 diabetic subjects is not caused by reduced adiponectin receptor expression but that aspects downstream of the receptor may inhibit AMPK signaling.

Receptor activation and 2 distinct COOH- terminal motifs control G-CSF receptor distribution and internalization kinetics.

We have studied the intracellular distribution and internalization kinetics of the granulocyte colony-stimulating factor receptor (G-CSF-R) in living cells using fusion constructs of wild-type or mutant G-CSF-R and enhanced green fluorescent protein (EGFP). Under steady-state conditions the G-CSF-R localized predominantly to the Golgi apparatus, late endosomes, and lysosomes, with only low expression on the plasma membrane, resulting from spontaneous internalization. Internalization of the G-CSF-R was significantly accelerated by addition of G-CSF. This ligand-induced switch from slow to rapid internalization required the presence of G-CSF-R residue Trp650, previously shown to be essential for its signaling ability. Both spontaneous and ligand-induced internalization depended on 2 distinct amino acid stretches in the G-CSF-R COOH-terminus: 749-755, containing a dileucine internalization motif, and 756-769. Mutation of Ser749 at position –4 of the dileucine motif to Ala significantly reduced the rate of ligand-induced internalization. In contrast, mutation of Ser749 did not affect spontaneous G-CSF-R internalization, suggesting the involvement of a serine-threonine kinase specifically in ligand-accelerated internalization of the G-CSF-R. COOH-terminal truncation mutants of G-CSF-R, found in severe congenital neutropenia, lack the internalization motifs and were completely defective in both spontaneous and ligand-induced internalization. As a result, these mutants showed constitutively high cell-surface expression.

Patient-reported outcomes in trials of incretin-based therapies in patients with type 2 diabetes mellitus

Incretin-based therapies have a glucose-dependent mode of action that results in excellent glucose-lowering efficacy with very low risk of hypoglycaemia, and weight neutrality [dipeptidyl peptidase-4 (DPP-4) inhibitors] or weight loss [glucagon-like peptide-1 (GLP-1) receptor agonists], in people with type 2 diabetes mellitus (T2DM). Patient-reported outcomes (PROs) complement physician evaluations of efficacy and tolerability and offer insights into the subjective experience of using modern diabetes treatments. We conducted a systematic search of clinical trials of the GLP-1 receptor agonists liraglutide, exenatide and long-acting exenatide, one of which included the oral DPP-4 inhibitor sitagliptin as a comparator. No other PRO data for DPP-4 inhibitors were identified. This review summarizes PRO data from eight clinical trials, the majority of which used the Diabetes Treatment Satisfaction Questionnaire (DTSQ) and/or Impact of Weight on Quality of Life-Lite (IWQOL-Lite) to evaluate patient experience. People with T2DM were highly satisfied with modern incretin-based therapies compared with traditional therapies. Treatment satisfaction (including perceptions of convenience and flexibility) was high and generally higher with GLP-1 agonists in association with their greater glucose-lowering efficacy and tendency to facilitate weight loss. Weight-related quality of life (QoL) also improved in people using incretin therapies. The glycaemic improvements achieved with GLP-1 receptor agonists, coupled with the low incidence of hypoglycaemia and ability to cause weight loss, seemed to offset potential concern about injections. It is plausible that superior patient-reported benefits found in clinical trials may translate into improved, clinically meaningful, long-term outcomes through increased treatment acceptability. Long-term, prospective data are needed to ascertain whether this is the case in practice.

Exercise increases skeletal muscle GLUT4 gene expression in patients with type 2 diabetes

The aim of the study was to determine the effect of a single bout of exercise on GLUT4 gene expression in muscle of patients with type 2 diabetes (T2D) and control subjects, matched for age and body mass index. Nine patients with T2D and nine control subjects performed 60 min of cycling exercise at ∼55% peak power (W_max). Skeletal muscle biopsies were obtained at baseline, immediately post and 3-h post exercise. GLUT4 mRNA expression increased (p < 0.05) to a similar extent immediately post exercise in control (∼60%) and T2D (∼66%) subjects, and remained elevated (p < 0.05) 3-h post exercise with no differences between groups. Similarly, p-AMP-activated protein kinase, p38 mitogen-activated kinase and proliferator-activated receptor gamma co-activator-alpha mRNA expression were increased (p < 0.05) post exercise, and were not different between the groups. In conclusion, a single bout of exercise increased skeletal muscle GLUT4 mRNA expression in patients with T2D to a similar extent as in control subjects.