Type II diabetes mellitus (T2DM) is a chronic metabolic disease caused by insulin resistance, and abnormally elevated hepatic gluconeogenesis is characterized. Phillyrin, one of the major active constituents of Forsythia suspense, is known to possess the anti-inflammatory and anti-oxidant effects. However, the anti-diabetes mellitus effect of phillyrin and its molecular mechanisms are unclear. The aim of the current study was to investigate the role of phillyrin on gluconeogenesis in insulin resistant HepG2 cells. Phillyrin suppressed high glucose (HG)-induced glucose production. In addition, phillyrin reduced HG-induced the expression of phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK) and glucose 6-phosphatase (G6Pase), major genes in hepatic gluconeogenesis. Phillyrin treatment attenuated HG-induced nucleus protein levels of FOXO1 and HDAC5 and increased the phosphorylation of Akt, AMPK, HDAC5, and FOXO1. The block of AMPK and Akt activity did not exert the inhibitory effect of phillyrin on gluconeogenesis in insulin resistant HepG2. Taken together, these results suggest that phillyrin inhibits gluconeogenesis of hepatocytes to improve glucose metabolism, through the regulation of LKB1/AMPK/HDAC5 and PI3K/AKT/FOXO1 pathway. These results indicate that phillyrin may be useful in improving hepatic gluconeogenesis associated with insulin resistant and T2DM.
Objective: Cows that are nursing get around 80% of their glucose from liver gluconeogenesis. Propionate, a significant precursor of liver gluconeogenesis, can regulate the key genes involved in hepatic gluconeogenesis expression, but its precise effects on the activity of enzymes have not yet been fully elucidated. Therefore, the aim of this study was to investigate the effects of propionate on the activity, gene expression, and protein abundance of the key enzymes involved in the gluconeogenesis of dairy cow hepatocytes. Methods: The hepatocytes were cultured and treated with various concentrations of sodium propionate (0, 1.25, 2.50, 3.75, and 5.00 mM) for 12 h. Glucose content in the culture media was determined by an enzymatic coloring method. The activities of gluconeogenesis related enzymes were determined by enzyme linked immunosorbent assay kits, and the levels of gene expression and protein abundance of the enzymes were detected by real-time quantitative polymerase chain reaction and Western blot, respectively. Results: Propionate supplementation considerably increased the amount of glucose in the culture medium compared to the control (p<0.05); while there was no discernible difference among the various treatment concentrations (p>0.05). The activities of cytoplasmic phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPCK1), mitochondrial phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPCK2), pyruvate carboxylase (PC), and glucose-6-phosphatase (G6PC) were increased with the addition of 2.50 and 3.75 mM propionate; the gene expressions and protein abundances of PEPCK1, PEPCK2, PC, and G6PC were increased by 3.75 mM propionate addition. Conclusion: Propionate encouraged glucose synthesis in bovine hepatocytes, and 3.75 mM propionate directly increased the activities, gene expressions and protein abundances of PC, PEPCK1, PEPCK2, and G6PC in bovine hepatocytes, providing a theoretical basis of propionate-regulating gluconeogenesis in bovine hepatocytes.
Liver plays a major role in maintaining glucose homeostasis in mammals. Under fasting conditions, hepatic glucose production is critical as a source of fuel to maintain the basic functions in other tissues, including skeletal muscle, red blood cells, and the brain. Fasting hormones glucagon and cortisol play major roles during the process, in part by activating the transcription of key enzyme genes in the gluconeogenesis such as phosphoenol pyruvate carboxykinase (PEPCK) and glucose 6 phosphatase catalytic subunit (G6Pase). Conversely, gluconeogenic transcription is repressed by pancreatic insulin under feeding conditions, which effectively inhibits transcriptional activator complexes by either promoting post-translational modifications or activating transcriptional inhibitors in the liver, resulting in the reduction of hepatic glucose output. The transcriptional regulatory machineries have been highlighted as targets for type 2 diabetes drugs to control glycemia, so understanding of the complex regulatory mechanisms for transcription circuits for hepatic gluconeogenesis is critical in the potential development of therapeutic tools for the treatment of this disease. In this review, the current understanding regarding the roles of two key transcriptional activators, CREB and FoxO1, in the regulation of hepatic gluconeogenic program is discussed.
Fassah, Dilla Mareistia;Jeong, Jin Young;Baik, Myunggi
Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
/
제31권4호
/
pp.537-547
/
2018
Objective: This study was performed to understand transcriptional changes in the genes involved in gluconeogenesis and glycolysis pathways following castration of bulls. Methods: Twenty Korean bulls were weaned at average 3 months of age, and castrated at 6 months. Liver tissues were collected from bulls (n = 10) and steers (n = 10) of Korean cattle, and hepatic gene expression levels were measured using quantitative real-time polymerase chain reaction. We examined hepatic transcription levels of genes encoding enzymes for irreversible reactions in both gluconeogenesis and glycolysis as well as genes encoding enzymes for the utilization of several glucogenic substrates. Correlations between hepatic gene expression and carcass characteristics were performed to understand their associations. Results: Castration increased the mRNA (3.6 fold; p<0.01) and protein levels (1.4 fold; p<0.05) of pyruvate carboxylase and mitochondrial phosphoenolpyruvate carboxykinase genes (1.7 fold; p<0.05). Hepatic mRNA levels of genes encoding the glycolysis enzymes were not changed by castration. Castration increased mRNA levels of both lactate dehydrogenase A (1.5 fold; p<0.05) and lactate dehydrogenase B (2.2 fold; p<0.01) genes for lactate utilization. Castration increased mRNA levels of glycerol kinase (2.7 fold; p<0.05) and glycerol-3-phosphate dehydrogenase 1 (1.5 fold; p<0.05) genes for glycerol utilization. Castration also increased mRNA levels of propionyl-CoA carboxylase beta (mitochondrial) (3.5 fold; p<0.01) and acyl-CoA synthetase short chain family member 3 (1.3 fold; p = 0.06) genes for propionate incorporation. Conclusion: Castration increases transcription levels of critical genes coding for enzymes involved in irreversible gluconeogenesis reactions from pyruvate to glucose and enzymes responsible for incorporation of glucogenic substrates including lactate, glycerol, and propionate. Hepatic gluconeogenic gene expression levels were associated with intramuscular fat deposition.
This research was conducted to investigate the physiological consequences of undernourished yak. Twelve Maiwa yak ($110.3{\pm}5.85kg$) were randomly divided into two groups (baseline and starvation group). The yak of baseline group were slaughtered at day 0, while the other group of yak were kept in shed without feed but allowed free access to water, salt and free movement for 9 days. Blood samples of the starvation group were collected on day 0, 1, 2, 3, 5, 7, 9 and the starved yak were slaughtered after the final blood sample collection. The liver and muscle glycogen of the starvation group decreased (p<0.01), and the lipid content also decreased while the content of moisture and ash increased (p<0.05) both in Longissimus dorsi and liver compared with the baseline group. The plasma insulin and glucose of the starved yak decreased at first and then kept stable but at a relatively lower level during the following days (p<0.01). On the contrary, the non-esterified fatty acids was increased (p<0.01). Beyond our expectation, the ketone bodies of ${\beta}$-hydroxybutyric acid and acetoacetic acid decreased with prolonged starvation (p<0.01). Furthermore, the mRNA expression of lipogenetic enzyme fatty acid synthase and lipoprotein lipase in subcutaneous adipose tissue of starved yak were down-regulated (p<0.01), whereas the mRNA expression of lipolytic enzyme carnitine palmitoyltransferase-1 and hormone sensitive lipase were up-regulated (p<0.01) after 9 days of starvation. The phosphoenolpyruvate carboxykinase and pyruvate carboxylase, responsible for hepatic gluconeogenesis were up-regulated (p<0.01). It was concluded that yak derive energy by gluconeogenesis promotion and fat storage mobilization during starvation but without ketone body accumulation in the plasma.
Objective: An experiment was conducted to determine the effect of reduced energy density of close-up diets on metabolites, lipolysis and gluconeogenesis in cows during the transition period. Methods: Thirty-nine Holstein dry cows were blocked and assigned randomly to three groups, fed a high energy density diet (HD, 1.62 Mcal of net energy for lactation $[NE_L]/kg$ dry matter [DM]), a medium energy density diet (MD, $1.47Mcal\;NE_L/kg\;DM$), or a low energy density diet (LD, $1.30Mcal\;NE_L/kg\;DM$) prepartum; they were fed the same lactation diet to 28 days in milk (DIM). All the cows were housed in a free-stall barn and fed ad libitum. Results: The reduced energy density diets decreased the blood insulin concentration and increased nonesterified fatty acids (NEFA) concentration in the prepartum period (p<0.05). They also increased the concentrations of glucose, insulin and glucagon, and decreased the concentrations of NEFA and ${\beta}-hydroxybutyrate$ during the first 2 weeks of lactation (p<0.05). The plasma urea nitrogen concentration of both prepartum and postpartum was not affected by dietary energy density (p>0.05). The dietary energy density had no effect on mRNA abundance of insulin receptors, leptin and peroxisome proliferator-activated $receptor-{\gamma}$ in adipose tissue, and phosphoenolpyruvate carboxykinase, carnitine palmitoyltransferase-1 and peroxisome proliferator-activated $receptor-{\alpha}$ in liver during the transition period (p>0.05). The HD cows had higher mRNA abundance of hormone-sensitive lipase at 3 DIM compared with the MD cows and LD cows (p = 0.001). The mRNA abundance of hepatic pyruvate carboxy-kinase at 3 DIM tended to be increased by the reduced energy density of the close-up diets (p = 0.08). Conclusion: The reduced energy density diet prepartum was effective in controlling adipose tissue mobilization and improving the capacity of hepatic gluconeogenesis postpartum.
BACKGROUND/OBJECTIVES: This study was designed to investigate whether Gynura procumbens extract (GPE) can improve insulin sensitivity and suppress hepatic glucose production in an animal model of type 2 diabetes. MATERIALS/METHODS: C57BL/Ksj-db/db mice were divided into 3 groups, a regular diet (control), GPE, and rosiglitazone groups (0.005 g/100 g diet) and fed for 6 weeks. RESULTS: Mice supplemented with GPE showed significantly lower blood levels of glucose and glycosylated hemoglobin than diabetic control mice. Glucose and insulin tolerance test also showed the positive effect of GPE on increasing insulin sensitivity. The homeostatic index of insulin resistance was significantly lower in mice supplemented with GPE than in the diabetic control mice. In the skeletal muscle, the expression of phosphorylated AMP-activated protein kinase, pAkt substrate of 160 kDa, and PM-glucose transporter type 4 increased in mice supplemented with GPE when compared to that of the diabetic control mice. GPE also decreased the expression of glucose-6-phosphatase and phosphoenolpyruvate carboxykinase in the liver. CONCLUSIONS: These findings demonstrate that GPE might improve insulin sensitivity and inhibit gluconeogenesis in the liver.
Aspartate-glutamate carrier 2 (AGC2, citrin) is a mitochondrial carrier expressed in the liver that transports aspartate from mitochondria into the cytosol in exchange for glutamate. The AGC2 is the main component of the malate-aspartate shuttle (MAS) that ensures indirect transport of NADH produced in the cytosol during glycolysis, lactate oxidation to pyruvate, and ethanol oxidation to acetaldehyde into mitochondria. Through MAS, AGC2 is necessary to maintain intracellular redox balance, mitochondrial respiration, and ATP synthesis. Through elevated cytosolic Ca2+ level, the AGC2 is stimulated by catecholamines and glucagon during starvation, exercise, and muscle wasting disorders. In these conditions, AGC2 increases aspartate input to the urea cycle, where aspartate is a source of one of two nitrogen atoms in the urea molecule (the other is ammonia), and a substrate for the synthesis of fumarate that is gradually converted to oxaloacetate, the starting substrate for gluconeogenesis. Furthermore, aspartate is a substrate for the synthesis of asparagine, nucleotides, and proteins. It is concluded that AGC2 plays a fundamental role in the compartmentalization of aspartate and glutamate metabolism and linkage of the reactions of MAS, glycolysis, gluconeogenesis, amino acid catabolism, urea cycle, protein synthesis, and cell proliferation. Targeting of AGC genes may represent a new therapeutic strategy to fight cancer.
Nuclear receptor coactivator 6 (NCOA6) is a transcriptional coactivator of nuclear receptors and other transcription factors. A general Ncoa6 knockout mouse was previously shown to be embryonic lethal, but we here generated liver-specific Ncoa6 knockout (Ncoa6 LKO) mice to investigate the metabolic function of NCOA6 in the liver. These Ncoa6 LKO mice exhibited similar blood glucose and insulin levels to wild type but showed improvements in glucose tolerance, insulin sensitivity, and pyruvate tolerance. The decrease in glucose production from pyruvate in these LKO mice was consistent with the abrogation of the fasting-stimulated induction of gluconeogenic genes, phosphoenolpyruvate carboxykinase 1 (Pck1) and glucose-6-phosphatase (G6pc). The forskolin-stimulated inductions of Pck1 and G6pc were also dramatically reduced in primary hepatocytes isolated from Ncoa6 LKO mice, whereas the expression levels of other gluconeogenic gene regulators, including cAMP response element binding protein (Creb), forkhead box protein O1 and peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator 1α, were unaltered in the LKO mouse livers. CREB phosphorylation via fasting or forskolin stimulation was normal in the livers and primary hepatocytes of the LKO mice. Notably, it was observed that CREB interacts with NCOA6. The transcriptional activity of CREB was found to be enhanced by NCOA6 in the context of Pck1 and G6pc promoters. NCOA6-dependent augmentation was abolished in cAMP response element (CRE) mutant promoters of the Pck1 and G6pc genes. Our present results suggest that NCOA6 regulates hepatic gluconeogenesis by modulating glucagon/cAMP-dependent gluconeogenic gene transcription through an interaction with CREB.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.