骨格筋におけるIL6およびLIF mRNA発現は、AMPKと転写因子NFYC、ZBTB14、およびSP1によって調節されます

アデノシン一リン酸活性化プロテインキナーゼ（AMPK）はグルコースと脂質代謝を制御し、炎症反応を調節して、低細胞エネルギーレベル中に代謝および炎症性の恒常性を維持します。AMPK活性化因子5-アミノイミダゾール-4-カルボキサミド-1-β-4-リボフラノシド（AICAR）は、骨格筋の炎症経路を妨害しますが、メカニズムは定義されていません。AMPKの活性化は、1つまたは複数の転写因子を介して転写をブロックすることにより、サイトカインmRNAレベルを低下させると仮定しました。3つの骨格筋モデルを使用して、サイトカインmRNAに対するAMPK効果を研究しました：in vitroでインキュベートされた健康な男性、原発性ヒト筋肉細胞、およびラットL6細胞から得られたヒト骨格筋筋。3つの骨格筋システムすべてで、AICARはサイトカインmRNAレベルを急激に低下させました。転写遮断薬アクチノマイシンDで処理したL6筋管では、AICARの添加はIL6または白血病阻害因子（LIF）mRNAをさらに減少させず、AICARはmRNAの安定性ではなく転写を調節することによりサイトカイン発現を調節することを示唆しています。異種のバイオインフォマティックアプローチは、LIFおよびIL6 mRNAを調節する可能性のある新規転写因子を特定しました。これらの転写因子の関与は、siRNAによる標的遺伝子サイレンシングの後に研究されました。転写因子のsiRNAサイレンシング核転写因子yサブユニットC（NFYC）、特異性タンパク質1（SP1）、および14（ZBTB14）、またはAMPKα1/α2サブユニットを含む亜鉛フィンガーおよびBTBドメインにより、IL6およびLIFの構成レベルが増加しました。我々の結果は、骨格筋サイトカイン発現の調節における新規候補を特定し、骨格筋からの免疫代理シグナルの新規調節因子としてAMPK、NFYC、SP1、およびZBTB14を特定します。

Adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK) controls glucose and lipid metabolism and modulates inflammatory responses to maintain metabolic and inflammatory homeostasis during low cellular energy levels. The AMPK activator 5-aminoimidazole-4-carboxamide-1-β-4-ribofuranoside (AICAR) interferes with inflammatory pathways in skeletal muscle, but the mechanisms are undefined. We hypothesized that AMPK activation reduces cytokine mRNA levels by blocking transcription through one or several transcription factors. Three skeletal muscle models were used to study AMPK effects on cytokine mRNA: human skeletal muscle strips obtained from healthy men incubated in vitro, primary human muscle cells, and rat L6 cells. In all three skeletal muscle systems, AICAR acutely reduced cytokine mRNA levels. In L6 myotubes treated with the transcriptional blocker actinomycin D, AICAR addition did not further reduce Il6 or leukemia inhibitory factor ( Lif) mRNA, suggesting that AICAR modulates cytokine expression through regulating transcription rather than mRNA stability. A cross-species bioinformatic approach identified novel transcription factors that may regulate LIF and IL6 mRNA. The involvement of these transcription factors was studied after targeted gene-silencing by siRNA. siRNA silencing of the transcription factors nuclear transcription factor Y subunit c ( Nfyc), specificity protein 1 ( Sp1), and zinc finger and BTB domain containing 14 ( Zbtb14), or AMPK α1/α2 subunits, increased constitutive levels of Il6 and Lif. Our results identify novel candidates in the regulation of skeletal muscle cytokine expression and identify AMPK, Nfyc, Sp1, and Zbtb14 as novel regulators of immunometabolic signals from skeletal muscle.