アドロピンはAMPK活性化を介してティラピアの肝グルコース産生とトリグリセリド蓄積を抑制した

Adropin inhibited tilapia hepatic glucose output and triglyceride accumulation via AMPK activation.

• Chaoyi Zhang
• Qianli Zhang
• Zhihong Huang
• Quan Jiang

抄録

アドロピンは、エネルギーの恒常性維持、インスリン抵抗性の予防、耐糖能異常に関与している。しかし、アドロピンがin vitroで肝内のグルコース代謝や脂質代謝に及ぼす分子機構は完全には解明されていない。本研究では、ナイルティラピアのグルコースおよび脂質代謝におけるアドロピンの役割とその基礎となるメカニズムを検討することを目的とした。初代培養ティラピア肝細胞において、アドロピンはオレイン酸（OA）誘発性グルコース産生を有意に抑制し、グルコース産生に関与する細胞質性ホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ（PEPCK）とグルコース-6-リン酸化酵素（G6Pase）の活性とmRNA発現を低下させた。一方、アドロピンは、OA処理した肝細胞において、グルコーストランスポーター1（Glut1）を介したグルコース取り込み活性を促進した。アドロピンを 1 週間投与することで、OA 飼育ティラピアの総脂質蓄積量は体重の変化を伴わずに減少した。その後の研究では、アドロピンはOA誘発性の細胞内トリグリセリド蓄積を抑制し、ステロール調節因子結合タンパク質-1c（SREBP-1c）、アセチル-CoAカルボキシラーゼα（ACCα）、CD36などの脂質代謝に関与する遺伝子やタンパク質の発現を低下させたが、ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体α（PPARα）レベルはアップレギュレーションされた。しかし、並行研究では、アドロピンは脂肪酸結合タンパク質4（Fabp4）およびカルニチンパルミトイル転移酵素1α（Cpt1α）のmRNA発現には検出可能な影響を及ぼさなかった。さらに、アドロピン処理はAMP活性化プロテインキナーゼ（AMPK）のリン酸化レベルを用量依存的に増加させた。また、化合物CまたはAMPKα1 siRNAによるAMPKの抑制は、アドロピンにより誘発されたOA処理肝細胞におけるSREBP-1cの成熟型発現、グルコース産生、細胞内トリグリセリド含量の減少を阻害した。これらの結果から、アドロピンはAMPKシグナルに依存するメカニズムを介して肝グルコース産生とトリグリセリド蓄積を抑制することが示唆された。

Adropin plays a role in the maintenance of energy homeostasis, insulin resistance prevention, and impaired glucose tolerance. However, the molecular mechanisms by which adropin affects hepatic glucose and lipid metabolism in vitro are not entirely understood. This study intended to examine the roles and underlying mechanisms of adropin in glucose and lipid metabolism in Nile tilapia. In primary cultured tilapia hepatocytes, adropin significantly attenuated oleic acid (OA)-induced glucose output and reduced the activities and mRNA expression of cytosolic phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK) and glucose-6-phosphatase (G6Pase), which are involved in gluconeogenesis. In contrast, adropin facilitated glucose uptake activity via glucose transporter 1 (Glut1) upregulation in OA-treated hepatocytes. One-week of adropin treatment reduced the hepatic total lipid accumulation in OA-fed tilapia without changes in body weight. Subsequent studies revealed that adropin suppressed OA-induced intracellular triglyceride accumulation and decreased the expression of genes and proteins involved in lipid metabolisms such as sterol regulatory element-binding protein-1c (SREBP-1c), acetyl-CoA carboxylase α (ACCα) and CD36, but upregulated peroxisome proliferator-activated receptor α (PPARα) levels. In parallel studies, however, adropin had no detectable effects on fatty acid-binding protein 4 (Fabp4) and carnitine palmitoyltransferase 1α (Cpt1α) mRNA expression. Furthermore, adropin treatment dose-dependently increased the phosphorylation level of AMP-activated protein kinase (AMPK). Suppression of AMPK by compound C or AMPKα1 siRNA blocked adropin-induced decreases in the mature form of SREBP-1c expression, glucose output, and intracellular triglyceride content in OA-treated hepatocytes. These findings suggest that teleost adropin could suppress hepatic gluconeogenesis and triglyceride accumulation via a mechanism dependent on AMPK signalling.