プロテインキナーゼD2は、雄マウスの肝臓インスリン感受性を調節します

目的：プロテインキナーゼD（PKD）ファミリーは、代謝性恒常性の関連する調節因子として浮上しています。ただし、肝臓インスリンシグナル伝達の調節におけるPKD2の正確な役割は完全には解明されておらず、この研究の目的です。 方法：マウスおよびヒト肝細胞のインスリンシグナル伝達についてPKD阻害を分析しました。PKD2はHUH7肝細胞およびマウス肝臓で過剰発現し、インスリン反応を評価しました。肝細胞特異的PKD2枯渇（PKD2ΔHEP）およびPKD2FL/FLマウスを伴うマウスに、チャウ（CHD）または高脂肪食（HFD）を与え、グルコース恒常性と脂質代謝を調査しました。 結果：PKD2サイレンシング肝細胞のインスリンシグナル伝達の増強は、PKD2ΔHEPマウスの原発性肝細胞にも見られる効果です。逆に、構成的に活性なPKD2変異体は、インスリン刺激AKTリン酸化を減少させました。より詳細な分析により、基底条件下でのIRS1セリンリン酸化の減少と、インスリン刺激時のPKD2ΔHEP原発性肝細胞におけるIRS1チロシンリン酸化の増加と、重要なことに、IRS1とのPKD共免疫再現性が明らかになりました。in vivoで構成的に活性なPKD2の過剰発現は、グルコース恒常性の中程度の障害をもたらし、肝臓のインスリンシグナル伝達を減少させました。それどころか、HFD給電PKD2ΔHEP雄マウスは、コントロールPKD2FL/FLマウスと比較して、より高い末梢インスリン耐性、およびより高い末梢インスリン耐性を示し、肝臓インスリンシグナル伝達を増強しました。HFDフィードPKD2ΔHEPマウスにおける肝臓の脂質代謝の改造にもかかわらず、両方の遺伝子型で同様の脂肪症グレードが見つかりました。 結論：ここでの結果は、肝臓インスリン抵抗性の治療標的として、IRS1およびPKD2のレベルで肝臓のインスリンシグナル伝達の制御におけるPKD2の未知の役割を発表しました。

OBJECTIVES: Protein kinase D (PKD) family is emerging as relevant regulator of metabolic homeostasis. However, the precise role of PKD2 in modulating hepatic insulin signaling has not been fully elucidated and it is the aim of this study. METHODS: PKD inhibition was analyzed for insulin signaling in mouse and human hepatocytes. PKD2 was overexpressed in Huh7 hepatocytes and mouse liver, and insulin responses were evaluated. Mice with hepatocyte-specific PKD2 depletion (PKD2ΔHep) and PKD2fl/fl mice were fed a chow (CHD) or high fat diet (HFD) and glucose homeostasis and lipid metabolism were investigated. RESULTS: PKD2 silencing enhanced insulin signaling in hepatocytes, an effect also found in primary hepatocytes from PKD2ΔHep mice. Conversely, a constitutively active PKD2 mutant reduced insulin-stimulated AKT phosphorylation. A more in-depth analysis revealed reduced IRS1 serine phosphorylation under basal conditions and increased IRS1 tyrosine phosphorylation in PKD2ΔHep primary hepatocytes upon insulin stimulation and, importantly PKD co-immunoprecipitates with IRS1. In vivo constitutively active PKD2 overexpression resulted in a moderate impairment of glucose homeostasis and reduced insulin signaling in the liver. On the contrary, HFD-fed PKD2ΔHep male mice displayed improved glucose and pyruvate tolerance, as well as higher peripheral insulin tolerance and enhanced hepatic insulin signaling compared to control PKD2fl/fl mice. Despite of a remodeling of hepatic lipid metabolism in HFD-fed PKD2ΔHep mice, similar steatosis grade was found in both genotypes. CONCLUSIONS: Results herein have unveiled an unknown role of PKD2 in the control of insulin signaling in the liver at the level of IRS1 and point PKD2 as a therapeutic target for hepatic insulin resistance.