グルカゴンは、キャンプ応答性の元素結合タンパク質を通じて肝ミトコンドリアピルビン酸キャリア1を上方制御します。ジンセノシドRB1による肝臓の糖新生の阻害

背景と目的：肝ミトコンドリアピルビン酸キャリア（MPC）は、ピルビン酸をミトコンドリアに輸送します。この研究では、薬理学的介入の可能性を特定するために、肝臓グルカゴン応答におけるMPC1の関与を調査しました。 実験的アプローチ：肝臓グルカゴン応答とMPC1誘導との相関は、断食マウスと原発性肝細胞で調査されました。MPC1機能に対するジンセノシドRB1の効果が観察されました。 主な結果：グルカゴンチャレンジは、肝臓MPC1誘導で血糖を引き起こし、MPC誘導の阻害は血糖の増加の減少と一致しました。cAMP応答性元素結合タンパク質（CREB）ノックダウンはグルカゴン誘発MPC1発現をブロックし、CREBの過剰発現はMPC1発現を増加させました。ルシフェラーゼレポーター、クロマチン免疫沈降アッセイ、およびプロモーター変異は、CREBが遺伝子プロモーター誘導を介してMPC1転写を増加させることを確認しました。CREBがMPC1誘導を促進するためには、CREBが調節した転写共活性化因子2核転座も必要でした。グルカゴンは、MPC1誘導に関するピルビン酸デヒドロゲナーゼとカルボキシラーゼの反対の調節を介して、糖新生のためのミトコンドリアピルビン酸をカルボキシル化にシフトしました。グルカゴンがピルビン酸駆動型肝グルコース産生（HGP）を促進するためには、MPC1誘導が必要でしたが、グルカゴンはMPCに依存しないトリカルボン酸サイクルにルーティングされた他の糖新生基質からHGPに影響を与えることができませんでした。RB1は、AC活性を阻害することによりcAMPシグナル伝達をブロックし、脱リン酸化によりCREBを非アクティブ化し、おそらくHGPを減らすためにMPC1誘導を阻害することに寄与しました。 結論と意味：CREBはMPC1を転写的にアップレギュレートして、糖新生のためにピルビン酸を提供します。RB1は、CREBを介したMPC1誘導を減少させ、それによってピルビン酸依存性HGPの制限に寄与する可能性があるcAMP形成を減少させました。これらの結果は、糖尿病の高血糖を減らす治療戦略を示唆しています。

BACKGROUND AND PURPOSE: Hepatic mitochondrial pyruvate carrier (MPC) transports pyruvate into mitochondria. This study investigated the involvement of MPC1 in hepatic glucagon response, in order to identify a possible pharmacological intervention. EXPERIMENTAL APPROACH: The correlation between hepatic glucagon response and MPC1 induction was investigated in fasted mice and primary hepatocytes. The effects of ginsenoside Rb1 on MPC1 function were observed. KEY RESULTS: Glucagon challenge raised blood glucose with hepatic MPC1 induction, and inhibition of MPC induction coincided with a reduced rise in blood glucose. cAMP-responsive element-binding protein (CREB) knockdown blocked glucagon-induced MPC1 expression, while CREB overexpression increased MPC1 expression. Luciferase reporter, chromatin immunoprecipitation assay, and promoter mutation confirmed that CREB increased MPC1 transcription through gene promoter induction. CREB regulated transcription co-activator 2 nuclear translocation was also required for CREB to promote MPC1 induction. Glucagon shifted mitochondrial pyruvate towards carboxylation for gluconeogenesis via the opposite regulation of pyruvate dehydrogenase and carboxylase with respect to MPC1 induction. MPC1 induction was necessary for glucagon to promote pyruvate-driven hepatic glucose production (HGP), but glucagon failed to influence HGP from other gluconeogenic substrates routed into the tricarboxylic acid cycle, independent of MPC. Rb1 blocked cAMP signalling by inhibiting AC activity and deactivated CREB by dephosphorylation, possibly contributing to inhibiting MPC1 induction to reduce HGP. CONCLUSIONS AND IMPLICATIONS: CREB transcriptionally up-regulates MPC1 to provide pyruvate for gluconeogenesis. Rb1 reduced cAMP formation which consequently reduced CREB-mediated MPC1 induction and thereby might contribute to limiting pyruvate-dependent HGP. These results suggest a therapeutic strategy to reduce hyperglycaemia in diabetes.