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高インスリン血症は、アンジオポエチン-2の発現と放出の増加を介して内皮の炎症を促進する
Hyperinsulinemia promotes endothelial inflammation via increased expression and release of Angiopoietin-2.
PMID: 32679352 DOI: 10.1016/j.atherosclerosis.2020.06.016.
抄録
背景および目的:
アンジオポエチン-2（ANG-2）は、内皮の炎症を媒介して動脈硬化および血管新生を開始する。ここでは、高インスリン血症の被験者における ANG-2 の血清レベルを決定し、インスリンが ANG-2 の発現と放出を増加させるかどうかを調べた。
BACKGROUND AND AIMS: Angiopoietin-2 (ANG-2) mediates endothelial inflammation to initiate atherosclerosis and angiogenesis. Here we determined the serum levels of ANG-2 in hyperinsulinemic subjects and whether insulin increases its expression and release.
方法:
健康な男性被験者をD-CLIP試験およびCURES試験から募集し、空腹時インスリン値に基づいてノルマルインスリン血症（n=228）および高インスリン血症（n=32）に分類した。血清タンパク質は ELISA 法で推定した。内皮炎症は、HUVEC単分子膜に付着したTHP-1単球の数としてスコア化した。遺伝子発現は、プロモーターレポーターアッセイおよび半定量的ＲＴ-ＰＣＲを用いて決定した。タンパク質発現および活性化の変化を評価するためにウエスタンブロットを使用した。核局在およびプロモーター結合の研究には、それぞれ免疫蛍光イメージングおよびChIPアッセイを用いた。
METHODS: Healthy male subjects were recruited from the D-CLIP and CURES studies and, based on their fasting insulin levels, were classified as normoinsulinemic (n = 228) and hyperinsulinemic (n = 32). Serum proteins were estimated by ELISA. Endothelial inflammation was scored as the number of THP-1 monocytes adhered to HUVEC monolayer. Gene expression was determined with promoter reporter assays and semi-quantitative RT-PCR. Western blotting was used to assess changes in protein expression and activation. Immunofluorescence imaging and ChIP assay were used for nuclear localization and promoter binding studies, respectively.
結果:
ANG-2とsTIE2のレベルは高インスリン血症の被験者で高かった。高インスリン血症の血清は内皮の炎症を誘発したが、これはANG-2ブロッカー抗体によって抑制された。インスリン（100nM）はANG-2のmRNAとタンパク質の発現を増加させ、HUVECからの放出を増加させた。インスリンはp38 MAPKを活性化し、cFOSのタンパク質レベルと核局在の増加を誘導した。p38 MAPK阻害剤（25μM）は、インスリンによるcFOSの核内局在化、ANG-2およびICAM-1の発現、および培養液中へのANG-2の放出を阻害した。インスリン処理した細胞から採取した使用済み培地は内皮の炎症を促進したが、これはANG-2のノックダウンとp38 MAPK阻害により消失した。
RESULTS: ANG-2 and sTIE2 levels were higher in hyperinsulinemic subjects. Hyperinsulinemic serum elicited endothelial inflammation, which was abrogated by an ANG-2 blocker antibody. Insulin (100 nM) increased mRNA and protein expression of ANG-2, and its release from HUVECs. It induced activation of p38 MAPK and an increase in protein levels and nuclear localization of cFOS. Binding of cFOS to the -640 to -494 promoter region mediated insulin dependent ANG-2 transcription. p38 MAPK inhibitor (25 μM) blocked insulin-induced nuclear localization of cFOS, expression of ANG-2 and ICAM-1, and release of ANG-2 into the culture medium. Spent medium collected from insulin treated cells enhanced endothelial inflammation, which was lost upon ANG-2 knockdown as well as upon p38 MAPK inhibition.
結論:
ANG-2レベルは高インスリン血症の被験者で高く、インスリンはp38 MAPK-cFOS経路を介してHUVECからANG-2の発現と放出を誘導し、内皮の炎症を誘発する。
CONCLUSIONS: ANG-2 levels are high in hyperinsulinemic subjects and insulin induces expression and release of ANG-2 from HUVECs through p38 MAPK-cFOS pathway to elicit endothelial inflammation.
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