高血糖によるアドロピンの発現促進は、糖尿病ラットにおけるSTAT3活性化と関連している

Promotion of Adropin Expression by Hyperglycemia Is Associated with STAT3 Activation in Diabetic Rats.

• Feng Yu Kuo
• Kai-Chun Cheng
• Yingxiao Li
• Juei-Tang Cheng
• Cheng-Chia Tsai

抄録

背景:

アドロピンは、エネルギー恒常性および脂質代謝において重要な役割を果たすことが実証されている分泌ポリペプチドである。Signal transducer and activator of transcription 3（STAT3）は、アドロピンを含む標的遺伝子の転写を促進する可能性がある。今回の研究では、糖尿病ラットにおけるアドロピンのグルコース代謝への影響を調べ、その後、この影響を支配するメカニズムを評価しました。

Background: Adropin is a secreted polypeptide that has been demonstrated to play an important role in energy homeostasis and lipid metabolism. Signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3) may promote the transcription of target genes including adropin. In the current study, we investigated the effect of adropin on glucose metabolism in diabetic rats and the mechanism that governs this effect was subsequently assessed.

材料および方法:

ラットにストレプトゾトシンを単回注射して１型糖尿病を誘導した。糖尿病ラットには、インスリンまたはグルコースの再吸収を阻害する別の抗糖尿病薬であるフロリジンを7日間投与した。血漿中グルコース濃度およびアドロピン濃度を測定した。STAT3とアドロピンとの間の相互作用を、ヒト肝腫HepG2細胞株を用いて評価した。HepG2細胞を、特異的アンタゴニストStatticで、またはSTAT3をノックアウトするためのSTAT3特異的siRNAで前処理した。エネルギー恒常性関連遺伝子発現の変化をリアルタイムPCRを用いて測定した。pSTAT3およびSTAT3のタンパク質発現レベルをウェスタンブロッティングを用いて測定した。

Materials and Methods: Rats received a single injection of streptozotocin to induce type 1 diabetes. The diabetic rats were treated with insulin or phloridzin, another antidiabetic agent through inhibition of glucose reabsorption, for 7 days. Plasma glucose levels and adropin levels were measured. The interaction between STAT3 and adropin was evaluated using the human hepatoma HepG2 cell line. HepG2 cells were pretreated with the specific antagonist Stattic or with STAT3-specific siRNAs to knockout STAT3. Changes in energy homeostasis-associated gene expression were measured using real-time PCR. The protein expression levels of pSTAT3 and STAT3 were measured using Western blotting.

結果:

糖尿病ラットでは、アドロピンの血清中濃度は、ビヒクル投与群で上昇し、インスリン投与群またはフロリジン投与群で低下した。肝組織では、Enho 発現レベル及び STAT3 活性も同様の傾向を示した。HepG2細胞を高グルコースを含む培地で処理した後、HepG2細胞のp-STAT3とSTAT3の比率、Enho mRNAレベルおよび活性酸素種発現レベルは、グルコースレベルの増加に伴い有意に増加した。この効果は、STAT3特異的siRNAを用いたStatticによる前処理またはノックダウン後に抑制された。

Results: In diabetic rats, the serum concentrations of adropin were increased in the vehicle-treated group and decreased in the insulin- or phloridzin-treated group. In liver tissues, the Enho expression level and the activity of STAT3 also showed similar tendencies. After HepG2 cells were treated with medium containing high glucose, the ratio of p-STAT3 to STAT3, Enho mRNA levels and reactive oxygen species expression levels in HepG2 cells were significantly increased in conjunction with increased glucose levels. The effect was inhibited after pretreatment with Stattic or knockdown with STAT3-specific siRNAs.

結論:

STAT3はアドロピンの遺伝的調節に関与し、循環アドロピンのレベルを上昇させ、糖尿病ラットの肝臓におけるエンホの発現を促進する。

Conclusion: STAT3 is involved in the genetic regulation of adropin, increasing the levels of circulating adropin and promoting Enho expression in the livers of diabetic rats.

© 2020 Kuo et al.