イトラコナゾールは肝臓の糖新生を減衰させ、AMPK経路を調節することによりグルコースの取り込みを促進します

2型糖尿病（T2DM）の主に代謝異常は、糖新生とグルコース取り込みの欠陥です。イトラコナゾール（ITCZ）は、抗真菌性および抗がん特性を備えた伝統的なアゾール薬です。しかし、T2DMでの肝臓の糖新生とグルコース取り込みへのITCZの寄与には限られた注意が向けられています。本研究の目的は、肝臓の糖新生とグルコース取り込み、および基礎メカニズムに対するITCZの潜在的な影響を調査することを目的としています。濃度が徐々に増加した場合、ITCZ処理を伴うHEPG2細胞のMTTアッセイによって、細胞生存率の明らかな変化は検出されませんでした。ウエスタンブロット分析により、5 'アデノシン単リン酸活性化プロテインキナーゼ（AMPK）のリン酸化レベルが、5 µg/mL以上のITCZ処理により有意に上昇したことが示されました（P <0.05）。さらに、ITCZは、用量依存的にグリコーゲン合成酵素キナーゼ3βリン酸化レベルとグルコース産生率が顕著に減少することによって証明されるように、HepG2細胞の糖新生を抑制しました（P <0.05）。同時に、ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体γ共活性化因子1α、ホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ（PEPCK）およびグルコース-6-ホスファターゼ（G6Pase）の発現は、HEPG2細胞における用量依存方法でITCZによって還元されました（P <0.001）。さらに、2-デオキシグルコース取り込みアッセイにより、HEPG2細胞のグルコース取り込みが顕著に増強され、グルコース輸送体-4のITCZ用量依存性アップレギュレーションが伴うことが明らかになりました（GLUT-4）（P <0.05）。逆に、小さな干渉RNAによるAMPKのサイレンシングは、ITCZ還元糖新生の増加と、50 µg/ML ITCZ（P <0.055の存在下でのPEPCKおよびG6Paseの相対的なアップレギュレーションとGLUT4の相対的なアップレギュレーションによるITCZ誘導グルコース取り込みの阻害をもたらしました。）。全体として、結果は、AMPKがHEPG2細胞のGLUT4を刺激することにより、ITCZ誘発グルコース取り込みを調節する上で重要な役割を果たしていることを示しました。したがって、ITCZはT2DM療法の有望な候補になる可能性があります。

The primarily metabolic abnormality in type 2 diabetes mellitus (T2DM) is the defect in gluconeogenesis and glucose uptake. Itraconazole (ITCZ) is a traditional azole drug with anti-fungal and anticancer properties. However, limited attention has been directed towards the contribution of ITCZ to hepatic gluconeogenesis and glucose uptake in T2DM. The present study aimed to investigate the potential effects of ITCZ on hepatic gluconeogenesis and glucose uptake as well as the underlying mechanisms. No obvious change in cell viability was detected by MTT assay in HepG2 cells with ITCZ treatment at gradually increasing concentrations. Western blot analysis demonstrated that the phosphorylation level of 5' adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK) was significantly elevated by ITCZ treatment at ≥5 µg/ml (P<0.05). Moreover, ITCZ repressed the gluconeogenesis of HepG2 cells, as evidenced by the dose-dependently increased glycogen synthase kinase 3β phosphorylation level and a notably decreased glucose production rate (P<0.05). Simultaneously, the expression of peroxisome proliferator-activated receptor γ co-activator 1α, phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK) and glucose-6-phosphatase (G6Pase) in HepG2 cells was reduced by ITCZ in a dose-dependent manner (P<0.001). Furthermore, a 2-deoxyglucose uptake assay revealed that the glucose uptake of HepG2 cells was notably enhanced, accompanied by the ITCZ dose-dependent upregulation of glucose transporter-4 (GLUT-4) (P<0.05). Conversely, silencing of AMPK by small interfering RNA resulted in an increase of ITCZ-reduced gluconeogenesis and inhibition of ITCZ-induced glucose uptake with relative upregulation of PEPCK and G6Pase and downregulation of GLUT4 in the presence of 50 µg/ml ITCZ (P<0.05). Overall, the results indicated that AMPK has an important role in regulating ITCZ-induced glucose uptake by stimulating GLUT4 in HepG2 cells. Therefore, ITCZ may become a promising candidate for T2DM therapy.