HIPSC由来の心筋細胞におけるインスリン活性化シグナル伝達経路とGLUT4膜転座

ヒト誘導性多能性幹細胞由来心筋細胞（HIPSC-CM）は、心臓組織の病態生理学的特徴を調査するために広く使用されている細胞モデルです。かけがえのない寄与を考えると、HIPSC-CMは、出生後代謝表現型を定義することにより、心臓代謝障害の研究を実現する可能性があることを考えると、HIPSCラインUKBI015-Bに由来するCMのインスリン応答の監視に焦点を当てた我々の研究。HIPSC-CMから得られた総細胞溶解物のウエスタンブロット分析は、インスリン治療後のAktとAS160の両方のリン酸化の増加を示したが、グルコーストランスポーターGLUT4の発現ダイナミクスの変化を強調することができなかった。対照的に、総溶解物ではなく膜画分のウエスタンブロット分析により、GLUT4のインスリン誘発性血漿膜移行が明らかになりました。これは出生後CMでも発生することが知られています。したがって、これらの発見は、HIPSC由来のCMSが、血漿膜への細胞内シグナル伝達と血漿膜へのGLUT4転座に関する成人CMSのそれを連想させるインスリン反応を示すことを示唆しています。さらに、我々の研究は、HIPSC-CMの代謝調節因子に応答してGLUT4ダイナミクスを監視するために、総溶解物ではなく膜画分を分析することの関連性も示しています。

Human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (hiPSC-CM) are a cell model now widely used to investigate pathophysiological features of cardiac tissue. Given the invaluable contribution hiPSC-CM could make for studies on cardio-metabolic disorders by defining a postnatal metabolic phenotype, our work herein focused on monitoring the insulin response in CM derived from the hiPSC line UKBi015-B. Western blot analysis on total cell lysates obtained from hiPSC-CM showed increased phosphorylation of both AKT and AS160 following insulin treatment, but failed to highlight any changes in the expression dynamics of the glucose transporter GLUT4. By contrast, the Western blot analysis of membrane fractions, rather than total lysates, revealed insulin-induced plasma membrane translocation of GLUT4, which is known to also occur in postnatal CM. Thus, these findings suggest that hiPSC-derived CMs exhibit an insulin response reminiscent to that of adult CMs regarding intracellular signaling and GLUT4 translocation to the plasma membrane, representing a suitable cellular model in the cardio-metabolic research field. Moreover, our studies also demonstrate the relevance of analyzing membrane fractions rather than total lysates in order to monitor GLUT4 dynamics in response to metabolic regulators in hiPSC-CMs.