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Type 2 diabetes is characterized by insulin resistance, hyperinsulinemia and hepatic overproduction of glucose and lipids. Insulin increases lipogenic enzyme expression by activating Akt and aPKC which activate SREBP-1c; this pathway is hyperactivated in insulin-resistant states. Insulin suppresses gluconeogenic enzyme expression by Akt-dependent phosphorylation/inactivation of FoxO1 and PGC-1α; this pathway is impaired in insulin-resistant states by aPKC excess, which displaces Akt from scaffolding-protein WD40/ProF, where Akt phosphorylates/inhibits FoxO1. But how PGC-1α and FoxO1 are coordinated in insulin action and resistance is uncertain. Here, in normal mice, we found, along with Akt and aPKC, insulin increased PGC-1α association with WD40/ProF by an aPKC-dependent mechanism. However, in insulin-resistant high-fat-fed mice, like FoxO1, PGC-1α phosphorylation was impaired by aPKC-mediated displacement of Akt from WD40/ProF, as aPKC inhibition diminished its association with WD40/ProF, and simultaneously restored Akt association with WD40/ProF and phosphorylation/inhibition of both PGC-1α and FoxO1. Moreover, in high-fat-fed mice, in addition to activity, PGC-1α expression was increased, not only by FoxO1 activation, but also, as found in human hepatocytes, by a mechanism requiring aPKC and SREBP-1c, which also increased expression and activity of PKC-ι. In high-fat-fed mice, inhibition of hepatic aPKC, not only restored Akt association with WD40/ProF and FoxO1/PGC-1α phosphorylation, but also diminished expression of SREBP-1c, PGC-1α, PKC-ι and gluconeogenic and lipogenic enzymes, and corrected glucose intolerance and hyperlipidemia. Conclusion: Insulin suppression of gluconeogenic enzyme expression is facilitated by coordinated inactivation of FoxO1 and PGC-1α by WD40/ProF-associated Akt; but this coordination also increases vulnerability to aPKC hyperactivity, which is abetted by SREBP-1c-induced increases in PGC-1α and PKC-ι.

Non Alcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD) is currently the most common chronic liver disease in the world, encompassing various conditions ranging from simple steatosis, steatohepatitis, to fibrosis and cirrhosis. The association between NAFLD and Type 2 Diabetes (T2D) is strong and complex, given that the prevalence of NAFLD is particularly high in individuals with Type 2 Diabetes. In fact, insulin resistance occurring in this metabolic disease can promote NAFLD development, and vice versa, NAFLD can enhance insulin resistance. In this review, we focus on the mechanisms linking NAFLD and T2D, including fatty acid accumulation, inflammation, oxidative stress etc. We also discuss about situations showing a dissociation between steatosis and insulin resistance, in order to provide new insights for NAFLD therapeutic targets.

A high intake of sugars has been linked to diet-induced health problems. The aim of this study was to assess whether the long-term consumption of a high-carbohydrate diet (HCD) would cause the hepatic histopathological and metabolic abnormalities that characterize nonalcoholic steatohepatitis (NASH) in a desert gerbil, Gerbillus gerbillus. Compared to natural diet, HCD leads to several metabolic disorders including adiposity, dyslipidemia, insulin resistance, ectopic fat deposition in the liver, which were associated with higher levels of transcripts of genes involved with fat synthesis, endoplasmic reticulum (ER) stress, and fibrosis. In the same way, the experimented animals showed enhanced oxidative stress. Taken together, these results demonstrate that HCD consumption in gerbils induces metabolic disorders and damaged liver, which are key contributors to NASH development. These results suggest that this rodent represents a valuable natural model for human diet-induced metabolic disorders and nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD).

SummaryDissecting the role of insulin in the complex regulation of triglyceride metabolism is necessary for understanding dyslipidemia and steatosis. Liver insulin receptor knockout (LIRKO) mice show that in the physiological context of feeding, hepatic insulin signaling is not required for the induction of mTORC1, an upstream activator of the lipogenic regulator, SREBP-1c. Feeding induces SREBP-1c mRNA in LIRKO livers, though not to the extent observed in controls. A high fructose diet also partially induces SREBP-1c and lipogenic gene expression in LIRKO livers. Insulin signaling becomes more important in the pathological context of obesity, as knockdown of the insulin receptor in ob/ob mice, a model of Type 2 diabetes, using antisense oligonucleotides, abolishes the induction of SREBP-1c and its targets by obesity and ameliorates steatosis. Thus, insulin-independent signaling pathways can partially compensate for insulin in the induction of SREBP-1c by feeding but the further induction by obesity/Type 2 diabetes is entirely dependent upon insulin.

Background & Aims In liver, the glucose-responsive transcription factor ChREBP plays a critical role in converting excess carbohydrates into triglycerides through de novo lipogenesis. Although the importance of ChREBP in glucose sensing and hepatic energy utilization is strongly supported, the mechanism driving its activation in response to glucose in the liver is not fully understood. Indeed, the current model of ChREBP activation, which depends on Serine 196 and Threonine 666 dephosphorylation, phosphatase 2A (PP2A) activity, and xylulose 5-phosphate (X5P) as a signaling metabolite, has been challenged. Methods We inhibited PP2A activity in HepG2 cells through the overexpression of SV40 small t antigen and addressed the importance of ChREBP dephosphorylation on Ser-196 using a phospho-specific antibody. To identify the exact nature of the metabolite signal required for ChREBP activity in liver, we focused on the importance of G6P synthesis in liver cells, through the modulation of glucose 6-phosphate dehydrogenase (G6PDH) activity, the rate-limiting enzyme of the pentose phosphate pathway in hepatocytes, and in HepG2 cells using both adenoviral and siRNA approaches. Results In contrast to the current proposed model, our study reports that PP2A activity is dispensable for ChREBP activation in response to glucose and that dephosphorylation on Ser-196 is not sufficient to promote ChREBP nuclear translocation in the absence of a rise in glucose metabolism. By deciphering the respective roles of G6P and X5P as signaling metabolites, our study reveals that G6P produced by GK, but not X5P, is essential for both ChREBP nuclear translocation and transcriptional activity in response to glucose in liver cells. Conclusions Altogether, our study, by reporting that G6P is the glucose-signaling metabolite, challenges the PP2A/X5P-dependent model currently described for ChREBP activation in response to glucose in liver.

Background & Aims The adiponutrin/PNPLA3 (patatin-like phospholipase domain-containing protein 3) variant I148M has recently emerged as an important marker of human fatty liver disease. In order to understand the role of the adiponutrin/PNPLA3 protein, we investigated the regulation of its expression in both human and mouse hepatocytes. Methods Adiponutrin/PNPLA3 and lipogenic enzyme expression was determined by real-time PCR analysis in a wide panel of analysis in vivo in the mouse liver and in vitro in murine hepatocytes and human hepatocyte cell lines infected with ChREBP or SREBP1c-expressing adenoviruses. Results We show that in the mouse liver, adiponutrin/PNPLA3 gene expression is under the direct transcriptional control of ChREBP (carbohydrate-response element-binding protein) and SREBP1c (sterol regulatory element binding protein1c) in response to glucose and insulin, respectively. In silico analysis revealed the presence of a ChoRE (carbohydrate response element) and of a SRE (sterol response element) binding site on the mouse adiponutrin/PNPLA3 gene promoter. Point mutation analysis in reporter gene assays identified the functional response of these two binding sites in the mouse adiponutrin/PNPLA3 promoter. In contrast, in human immortalized hepatocytes and in HepG2 hepatoma cells, only SREBP1c was able to induce adiponutrin/PNPLA3 expression, whereas ChREBP was unable to modulate its expression. Conclusions All together, our results suggest that adiponutrin/PNPLA3 is regulated by two key factors of the glycolytic and lipogenic pathways, raising the question of its implication in the metabolism of carbohydrates and lipids.

Hepatic glucokinase (GK) catalyzes the phosphorylation of glucose to glucose 6-phosphate (G6P), a step which is essential for glucose metabolism in liver as well as for the induction of glycolytic and lipogenic genes. The sterol regulatory element-binding protein-1c (SREBP-1c) has emerged as a major mediator of insulin action on hepatic gene expression, but the extent to which its transcriptional effect is caused by an increased glucose metabolism remains unclear. Through the use of hepatic GK knockout mice (hGK-KO) we have shown that the acute stimulation by glucose of l-pyruvate kinase (l-PK), fatty acid synthase (FAS), acetyl-CoA carboxylase (ACC), and Spot 14 genes requires GK expression. To determine whether the effect of SREBP-1c requires GK expression and subsequent glucose metabolism, a transcriptionally active form of SREBP-1c was overexpressed both in vivo and in primary cultures of control and hGK-KO hepatocytes. Our results demonstrate that the synergistic action of SREBP-1c and glucose metabolism via GK is necessary for the maximal induction of l-PK, ACC, FAS, and Spot 14 gene expression. Indeed, in hGK-KO hepatocytes overexpressing SREBP-1c, the effect of glucose on glycolytic and lipogenic genes is lost because of the impaired ability of these hepatocytes to efficiently metabolize glucose, despite a marked increase in low K(m) hexokinase activity. Our studies also reveal that the loss of glucose effect observed in hGK-KO hepatocytes is associated with a decreased in the carbohydrate responsive element-binding protein (ChREBP) gene expression, a transcription factor suggested to mediate glucose signaling in liver. Decreased ChREBP gene expression, achieved using small interfering RNA, results in a loss of glucose effect on endogenous glycolytic (l-PK) and lipogenic (FAS, ACC) gene expression, thereby demonstrating the direct implication of ChREBP in glucose action. Together these results support a model whereby both SREBP-1c and glucose metabolism, acting via ChREBP, are necessary for the dietary induction of glycolytic and lipogenic gene expression in liver.

Recent studies have indicated that endothelial nitric-oxide synthase (eNOS) is regulated by reversible phosphorylation in intact endothelial cells. AMP-activated protein kinase (AMPK) has previously been demonstrated to phosphorylate and activate eNOS at Ser-1177 in vitro, yet the function of AMPK in endothelium is poorly characterized. We therefore determined whether activation of AMPK with 5'-aminoimidazole-4-carboxamide ribonucleoside (AICAR) stimulated NO production in human aortic endothelial cells. AICAR caused the time- and dose-dependent stimulation of AMPK activity, with a concomitant increase in eNOS Ser-1177 phosphorylation and NO production. AMPK was associated with immunoprecipitates of eNOS, yet this was unaffected by increasing concentrations of AICAR. AICAR also caused the time- and dose-dependent stimulation of protein kinase B phosphorylation. To confirm that the effects of AICAR were indeed mediated by AMPK, we utilized adenovirus-mediated expression of a dominant negative AMPK mutant. Expression of dominant negative AMPK attenuated AICAR-stimulated AMPK activity, eNOS Ser-1177 phosphorylation and NO production and was without effect on AICAR-stimulated protein kinase B Ser-473 phosphorylation or NO production stimulated by insulin or A23187. These data suggest that AICAR-stimulated NO production is mediated by AMPK as a consequence of increased Ser-1177 phosphorylation of eNOS. We propose that stimuli that result in the acute activation of AMPK activity in endothelial cells stimulate NO production, at least in part due to phosphorylation and activation of eNOS. Regulation of endothelial AMPK therefore provides an additional mechanism by which local vascular tone may be controlled.

Introduction Les maladies de l’obesite, comme le diabete, sont associes a l’accumulation de tissu adipeux dans la region intra-abdominale. Les mecanismes moleculaires et cellulaires qui influencent l’obesite viscerale sont mal compris. Il y a un interet croissant dans la capacite des macrophages des tissus adipeux a controler l’inflammation vers une reponse pathologique favorisant le developpement du diabete. Interferon regulatory factor 5 (IRF5) est decrit comme un important regulateur de la polarisation des macrophages vers un phenotype pathologique (pro-inflammatoire). Son role est bien connu dans les pathologies auto-immunes comme l’arthrite rhumatoide ou le lupus. Cependant, les fonctions immuno-metaboliques de IRF5 sont encore meconnues. Nous emettons l’hypothese que l’alteration de l’activite de IRF5 va limiter la pathogenicite de l’obesite visceral et le developpement du diabete. Materiels et methodes Etude in vivo : Afin de decrire le role de IRF5 dans l’obesite viscerale et le developpement de l’insulinoresistance. Nous avons utilise deux modeles murins presentant une invalidation de IRF5 dans toutes les cellules (KO Total) et specifiquement dans les cellules myeloides (macrophages). Les souris ont ete soumises a un regime standard et riche en graisse (60 % de gras) pendant 12 semaines. Les souris ont ete ensuite caracterisees sur le plan metabolique, immunitaire et moleculaire. Etude humaine : Afin de transposer nos observations sur nos modeles murins, nous avons analyse l’expression de IRF5 dans le tissu adipeux visceral de sujets minces (n = 15), en surpoids (n = 15), obese (n = 14) et super obeses (n = 36). Nous avons pu ensuite determiner les relations entre l’expression de IRF5 avec les parametres anthropometriques et metaboliques de ces differents groupes de sujets. Resultats Dans cette etude nous demontrons que l’invalidation de IRF5 limite l’accumulation du tissu adipeux intra-abdominal et favorise l’accumulation dans les regions plus superficielles comme la region inguinale. Cette modification a pour effet de proteger les souris contre l’insulino-resistance et l’intolerance au glucose. De maniere surprenante, le tissu adipeux intra-abdominal des souris invalidees pour IRF5 est caracterise par une augmentation de nombre de macrophages et par l’accumulation des depots de collagene. Le changement de polarisation des macrophages entraine un remodelage adaptatif du tissu adipeux qui permet de le maintenir dans un etat sain. Les fonctions pathologiques de IRF5 ont egalement ete observees dans nos populations humaines ou l’expression de IRF5 est fortement associee a l’obesite viscerale et a l’insulinoresistance peripherique. Discussion Nos resultats demontrent pour la premiere fois une fonction metabolique deletere de IRF5 dans le l’obesite viscerale et le developpement du diabete. IRF5 pourrait etre utilise a des fins therapeutiques (inhibition de son activite) et a des fins diagnostics permettant une meilleure stratification du statut inflammatoire des patients diabetiques et proposer un traitement plus adaptes (immunotherapie). Declaration d’interet Les auteurs declarent ne pas avoir d’interet direct ou indirect (financier ou en nature) avec un organisme prive, industriel ou commercial en relation avec le sujet presente.

Regulation of gene expression by nutrients is an important part of the mechanisms allowing mammals to adapt to their nutritional environment. This is especially true for enzymes involved in the storage of energy such as the lipogenic and glycolytic enzymes in the liver and adipose tissue. We review in the present paper the cellular and molecular mechanisms involved in the regulation of glycolytic and lipogenic enzyme gene expression by glucose. In vivo and in vitro experiments have demonstrated that FAS and ACC gene expression is upregulated by glucose in adipose tissue, FAS, ACC and L-PK expression in the liver and ACC and L-PK expression in a pancreatic β-cell line. This regulation involves the stimulation of their transcription. In order for glucose to act as a gene inducer, it must be metabolized. In adipose tissue, insulin increases indirectly the expression of FAS and ACC by stimulating glucose metabolism through its well-known effect on glucose transport. In the liver, the action of insulin is also indirect by allowing the expression of glucokinase and hence by increasing glucose metabolism. In the liver, fructose has a potentiating effect on the stimulation of gene expression by glucose through its stimulatory effect on glucokinase activity. Several evidences suggest that glucose-6-phosphate is the signal metabolite: (i) the effect of glucose is mimicked by 2-deoxyglucose (a glucose analogue whose metabolism stops after its phosphorylation by hexokinase) in adipose tissue and β-cell line but not in the liver in which 2-deoxyglucose-6-phosphate does not accumulate, (ii) intracellular glucose-6-phosphate concentration varies in parallel with ACC, FAS and L-PK mRNA concentrations in liver, adipose tissue and β-cell line, (iii) in vivo, the kinetics of hexose-phosphate fits with the time-related pattern of gene induction. Glucose response elements have been characterized on three genes, L-PK, S14 (a gene which codes for a protein of unknown function but which is directly related to lipogenesis) and FAS. These glucose response elements have all in common the presence of a sequence 5′-CACGTG-3′ which binds a transcription factor of the basic domain, helix-loop-helix, leucine zipper family called USF/MLTF, although the organization of the overall glucose response element probably differs from one gene to another. The mechanisms linking glucose-6-phosphate to the glucose responsive transcription complex are presently largely unknown.

Introduction Les ceramides, especes lipidiques synthetisees principalement a partir d'acides gras satures, ont un role deletere pour la sensibilite a l'insuline et participent a la physiopathologie du diabete de type 2. Differentes especes de ceramides existent en fonction de l'acide gras ajoute lors de leur synthese. L'objectif de notre etude a ete de comparer les concentrations de ceramides plasmatiques entre des patients diabetiques de type 1 (DT1), de type 2 (DT2) et des volontaires sains et de rechercher si ces concentrations sont associees a differents parametres cliniques ou metaboliques (equilibre glycemique, insulinoresistance, inflammation,…). Patients et Methodes 90 patients DT2, 38 patients DT1 et 8 volontaires sains ont ete inclus dans cette etude. Les ceramides totales et leurs differentes especes (14 especes au total) ont ete dosees dans le plasma par spectrometrie de masse. Resultats De maniere interessante, la repartition des differentes especes de ceramides dans le plasma en fonction de leur concentration est la meme dans les 3 groupes. Cependant, les ceramides 14:0, 16:0, 18:0, 20:0 et 21:0 sont plus abondantes dans le plasma chez les patients DT2 par rapport aux patients DT1 ( p p =0,02), la CRPus(r=0,33, p =0,04), l'adiponectine(r=0,38, p =0,04), a la steatose evaluee par le SteatoTest®(r=0,42, p =0,01). Les concentrations des ceramides 14:0, 16:0, 19:0 et 21:0 sont associees a la presence d'une neuropathie ( p =0,02). Dans nos 2 groupes de patients diabetiques, aucune association n'existe entre les concentrations de ceramides et l'IMC, la dose totale d'insuline (DT1), l'indice HOMA-IR (DT2). Conclusions Les concentrations de ceramides 14:0, 16:0, 18:0 et 20:0 connues comme etant deleteres sur le plan metabolique sont plus elevees chez les patients DT2 par rapport aux patients DT1. Cela suggere une association entre les ceramides plasmatiques et la resistance a l'insuline. Chez les patients DT1, les ceramides plasmatiques semblent associees a la steatose hepatique, l'inflammation, l'equilibre glycemique, les concentrations d'adiponectine et a la neuropathie peripherique.

Introduction Le facteur de transcription Interferon Regulatory Factor-5 (irf5) est connu pour exercer un role crucial dans la polarisation des macrophages ainsi que dans l'activation de la reponse immunitaire adaptative. Recemment, nous avons revele l'importance d'IRF5 dans la progression du diabete de type-2 (DT2) en favorisant le developpement de l'obesite viscerale et la resistance a l'insuline (Dalmas, Toubal, Alzaid et al 2015 ; Nat Med). Le DT2 est souvent lie au developpement d'une steatohepatite non-alcoolique (NASH), caracterisee par le developpement d'une fibrose suite a l'activation du systeme immunitaire. Dans cette etude, nous nous sommes interesses au role d'irf5 dans l'inflammation et la fibrogenese hepatique. Materiels et Methodes Des souris invalidees pour irf5 dans les cellules myeloides (IRF5MacKO) et des souris sauvages ont ete sujettes a 1) un regime gras (HFD) et un regime deficient en methionine et choline (MCD) pour induire une steatose hepatique et 2) des injections tetrachlorure de carbone (CCl4) pour induire une fibrose hepatique. Une caracterisation phenotypique de ces souris a ete realisee sur le plan histologique, immunitaire et moleculaire. De plus, l'activation d'irf5 dans le foie de patients atteint de NASH a ete quantifiee. Resultats L'analyse phenotypique des macrophages hepatiques (cellules de Kupffer) suite aux traitements de souris sauvages demontre une augmentation de l'expression d'irf5. De plus, les marqueurs de la NASH correlent positivement avec l'augmentation d'IRF5 (e.g. accumulation des macrophages, augmentation des transaminases plasmatiques et de la fibrose). De maniere interessante, les souris IRF5MacKO soumises au regime MCD ou au traitement CCl4 ne developpent pas de fibrose en comparaison des souris sauvages. Ce phenotype protecteur est notamment orchestre par le changement de la polarisation des macrophages et la modification de la reponse immunitaire inhibant les processus de fibrogenese. L'activation d'irf5 a ete egalement verifiee dans l'analyse de foies de patients humains presentant differents stades de NASH. Conclusions Notre etude met en evidence l'effet deletere de l'activation d'irf5 dans les cellules myeloides au cours de la progression de la NASH. Le controle de la reponse immunitaire apparait une strategie therapeutique prometteuse afin de limiter la NASH.

Introduction La lipogenese est une voie metabolique permettant la synthese de novo d'acides gras a partir de glucose. Dans les conditions physiologiques, cette voie est controlee transcriptionnellement par le facteur de transcription SREBP-1c qui est lui-meme induit par l'insuline via la voie mTORC1. SREBP-1c et la lipogenese sont paradoxalement suractives dans le foie des rongeurs obeses insulinoresistants, conduisant au developpement de la steatose hepatique. Determiner comment mTORC1/SREBP-1c sont hyperactives dans des conditions ou la signalisation a l'insuline est alteree est un enjeu crucial dans la comprehension de la physiopathologie de la steatose hepatique et des dyslipidemies associees. Outre l'insuline, mTORC1 est active par les acides amines. Or, il a ete mis en evidence que, chez les rongeurs et les patients obeses, les concentrations plasmatiques en BCAA (branched chain amino acids) sont augmentees. L'objectif de ce travail a ete de determiner l'effet des BCAA sur l'activation de SREBP-1c et de la lipogenese. Materiels et methodes L'effet des BCAA (leucine, isoleucine, valine) sur l'activation de SREBP-1c et l'expression de ses genes cibles a ete evalue sur des hepatocytes de rat en culture primaire. Resultats Le traitement des hepatocytes avec les BCAA, ensemble ou separement, induit une augmentation de l'expression et du clivage proteolytique de SREBP-1c et une activation de l'expression des genes lipogeniques (Fatty acid synthase, Stearoyl-CoA desaturase…). Les effets des BCAA sont inhibes en presence de rapamycine ou de Torin 1 demontrant l'implication de mTORC1. En outre, les BCAA potentialisent l'effet de l'insuline et du stress du reticulum endoplasmique, deux inducteurs majeurs de SREBP-1c et de la lipogenese. Conclusion Les BCAA induisent une hyperactivation de SREBP-1c et de la lipogenese via mTORC1. Ainsi, l'augmentation des concentrations plasmatiques en BCAA peut contribuer a l'activation paradoxale de SREBP-1c dans des conditions de steatose hepatique et de resistance a l'insuline.

Introduction L’accumulation d’acides gras dans la cellule musculaire, une situation que l’on peut observer dans l’obesite, s’accompagne d’une diminution de la sensibilite a l’insuline. Les acides gras sont metabolises en des derives lipidiques appeles ceramides. De nombreuses etudes montrent que l’accumulation des ceramides a un role central dans le developpement de l’insulinoresistance musculaire. Les ceramides sont normalement transportes par un transporteur appele CERT, du reticulum endoplasmique (RE) vers le Golgi ou ils sont convertis en sphingomyeline. Nous avons teste l’hypothese selon laquelle une diminution de l’activite/expression de CERT pourrait contribuer a une accumulation de ceramides dans le RE et au developpement de l’insulinoresistance musculaire. Materiels et methodes Nous avons quantifie l’expression de CERT dans differents modeles d’insulino-resistance in vitro, myotubes C2C12 et humains cultives en presence de palmitate, myotubes de patients diabetiques et in vivo, souris nourries avec un regime gras. Nous avons egalement utilise un siRNA pour inhiber l’expression de CERT. Resultats L’expression proteique de CERT est diminuee dans tous les modeles d’insulinoresistance in vitro et in vivo. Nous demontrons in vitro sur des myotubes C2C12 que cette chute d’expression de CERT observee en presence d’un exces d’acides gras n’est pas liee a l’activation d’un stress du RE, aux ceramides eux-memes ou a une degradation via le proteasome, mais la consequence d’un clivage par les caspases 3 et 9. Nous avons d’autre part confirme l’implication d’une diminution de l’expression de CERT sur la sensibilite a l’insuline dans les cellules musculaires en inhibant artificiellement son expression a l’aide d’un siRNA. Conclusion Ces resultats demontrent l’importance d’un trafic normal des ceramides du RE vers le Golgi dans le maintien de la sensibilite a l’insuline des cellules musculaires et l’importance de l’expression de CERT dans le maintien de la sensibilite a l’insuline musculaire.

Introduction L'insulinoresistance est une composante majeure du diabete de type 2 et se caracterise notamment par des alterations du metabolisme hepatique du glucose. En effet, chez des rongeurs obeses, l'insulinoresistance entraine une activation de la neoglucogenese hepatique contribuant ainsi a l'hyperglycemie chronique de ces animaux. Recemment, l'activation de la voie du stress du reticulum endoplasmique (ER stress) a ete decrite dans le foie des rongeurs obeses insulino-resistants (souris ob/ob souris sous regime gras). In vitro , il a ete montre que l'activation de la voie du ER stress inhibait la voie de signalisation insulinique dans les hepatocytes. Nous avons emis l'hypothese que l'activation de la voie ER stress pourrait jouer un role important dans l'insulinoresistance hepatique observee chez les rongeurs obeses. Materiels et methodes Dans ce travail, nous avons inhibe la voie du stress du reticulum endoplasmique in vivo dans le foie de la souris ob/ob en surexprimant la proteine chaperone BiP/GRP78 a l'aide d'un adenovirus. Nous avons analyse les consequences de cette inhibition sur la voie de signalisation insulinique et la sensibilite a l'insuline de ces animaux. Resultats Nous retrouvons une forte induction des marqueurs du stress du reticulum endoplasmique dans le foie des souris ob/ob par rapport aux souris ob/+. La surexpression hepatique de la proteine BiP/GRP78 chez ces animaux entraine une forte diminution de ces marqueurs. L'inhibition de la voie ER stress s'accompagne d'une restauration de la voie de signalisation insulinique PI3 kinase dependante ainsi que d'une amelioration des parametres metaboliques de ces animaux. Nous avons evalue la sensibilite a l'insuline en utilisant la technique du clamp euglycemique hyperinsulinemique couplee a la perfusion de glucose tritie. Les souris ob/ob surexprimant BiP/GRP78 dans le foie presentent une augmentation de la sensibilite hepatique a l'insuline sans modification majeure de la sensibilite peripherique. Conclusion Nos resultats montrent l'implication de la voie du stress du reticulum endoplasmique dans l'insulinoresistance hepatique observee chez la souris ob/ob. Une inhibition pharmacologique de la voie ER stress pourrait donc etre un moyen efficace pour ameliorer la sensibilite a l'insuline dans des modeles d'insulinoresistance.

Introduction La resistance a l’insuline, caracteristique du diabete de type 2, est la consequence d’une diminution de l’action de l’insuline en reponse a une accumulation ectopique d’acides gras (AG). Dans le muscle squelettique, il a ete clairement montre que l’action deletere des AG s’opere via la production de ceramides qui inhibent rapidement la proteine kinase B (PKB), une proteine pivot de la voie insulinique. Cependant, in vivo, une action negative a long terme des AG au niveau d’IRS1 est egalement observee. Notre hypothese est que les AG pourraient inhiber IRS1 via l’activation de la double-stranded RNA-dependent-protein kinase (PKR), proteine impliquee dans l’immunite innee. Materiels et methodes Des myotubes C2C12 ont ete incubes avec du palmitate (de 16 h a 48 h, pour permettre la biosynthese de novo de ceramides). Les consequences de ces traitements sur la voie de signalisation insulinique ont ete evaluees. Resultats L’incubation des myotubes a court terme avec un AG sature (palmitate) induit une diminution du signal insulinique (perte d’activation de la PKB par l’insuline). Cependant, un traitement plus long terme est necessaire pour que le palmitate agisse sur IRS1 (diminution de la phosphorylation d’IRS1 sur tyrosine et augmentation de phosphorylation sur serine). L’implication de la PKR comme mediateur des effets a long terme du palmitate sur IRS1 a ete evaluee en traitant les myotubes avec un inhibiteur de la PKR (PKRi). La presence du PKRi permet d’inhiber la phosphorylation sur serine et de restaurer la phosphorylation sur tyrosine d’IRS1 dans des cellules traitees avec du palmitate ou des ceramides. Conclusion Ces resultats montrent que les AG satures inhibent la voie de signalisation insulinique dans les myotubes a deux niveaux distincts : a court-terme au niveau de la PKB, a long-terme au niveau d’IRS1 via l’activation de la PKR.

Introduction L’AMPK participe au maintien de l’homeostasie energetique cellulaire et s’est imposee comme une cible therapeutique potentielle du diabete de type 2. L’AMPK inhibe, en effet, la production hepatique de glucose, stimule l’utilisation musculaire du glucose et active l’oxydation des acides gras dans le muscle et le foie. Chez le rongeur, l’AMPK inhibe la lipolyse adipocytaire sans qu’aucune donnee ne soit disponible chez l’homme. Biguanides et glitazones sont connus pour activer l’AMPK dans le foie et le muscle et leur utilisation clinique est associee a une diminution des concentrations plasmatiques d’acides gras libres. Le but de notre etude etait de determiner si l’activation de l’AMPK par les biguanides et les glitazones dans l’adipocyte humain pouvait inhiber la lipolyse. Materiels et methodes Pour repondre a cette question, nous avons recueilli du tissu adipeux humain issu de plasties abdominales. Les adipocytes isoles ont ete incubes en presence de biguanides et de glitazones. L’activation de l’AMPK a ete evaluee d’une part par mesure de l’activite enzymatique et d’autre part par Western blots permettant d’evaluer l’etat de phosphorylation de l’AMPK et de ses cibles. Nous avons ensuite etudie l’effet de l’activation de l’AMPK sur la lipolyse adipocytaire. Celle-ci a ete induite d’une part par l’isoproterenol, un agoniste beta-adrenergique, et d’autre part par le peptide atrial natriuretique (ANP), decrit comme etant un inducteur majeur de la lipolyse chez l’homme. L’utilisation du compose C, un inhibiteur de l’AMPK, a permis de discerner les effets specifiquement lies a l’AMPK. Resultats Nos resultats montrent que 1) les biguanides et les glitazones activent l’AMPK dans le tissu adipeux humain, 2) cette activation est responsable d’une inhibition de la lipolyse induite par l’isoproterenol mais aussi par l’ANP, 3) ces effets sont specifiquement dus a l’AMPK. En effet, lorsque l’on utilise le compose C, biguanides et glitazones n’activent plus l’AMPK et n’inhibent plus la lipolyse. Conclusion En conclusion, notre etude, en montrant que l’AMPK inhibe la lipolyse, apporte une preuve supplementaire en faveur du role therapeutique potentiel de l’AMPK dans le diabete de type 2.

Introduction Le stress du reticulum endoplasmique est une voie cellulaire, activee de maniere physiologique, qui permet au reticulum endoplasmique de s’adapter a une synthese proteique accrue et d’assurer une bonne conformation des proteines. Des donnees recentes de la litterature montrent que cette voie est activee dans le foie et le tissu adipeux de rongeurs insulinoresistants. Nous avons etudie les consequences de l’activation de la voie du stress du reticulum endoplasmique sur une fonction adipocytaire majeure : le transport de glucose. Materiels et methodes Des adipocytes isoles de rat ont ete incubes en presence de differents inducteurs du stress du reticulum endoplasmique (thapsigargine, tunicamycine et dithiothreitol) puis en presence d’insuline de maniere a stimuler le transport de glucose. Les marqueurs du stress du reticulum endoplasmique ont ete analyses par PCR quantitative pour les ARNm et par Western Blot pour les proteines. Le transport du glucose stimule par l’insuline a ete evalue en utilisant du [14C] 2-Deoxy-D-glucose comme traceur en absence ou en presence des inducteurs du stress. La voie de signalisation insulinique (PKB et PKC atypiques) a ete analysee par Western Blot. Resultats Nous montrons qu’une activation du stress du reticulum endoplasmique dans l’adipocyte de rat conduit a une inhibition du transport de glucose stimule par l’insuline. Celle-ci s’explique par une inhibition de la translocation de GLUT 4 a la membrane plasmique. L’analyse des voies de signalisation insulinique montre une diminution drastique de la phosphorylation activatrice de la PKB sur les residus Ser473 et Thr308 en presence d’insuline alors que la voie des PKC atypiques ζ/λ est activee. Conclusion En conclusion, nous montrons que la voie du stress du reticulum endoplasmique module de facon opposee les 2 voies PI3 kinase dependantes de la signalisation insulinique avec comme consequence fonctionnelle majeure une inhibition du transport de glucose stimule par l’insuline.

Introduction Le stress du reticulum endoplasmique est une voie cellulaire, activee de maniere physiologique, qui permet au reticulum endoplasmique de s’adapter a une synthese proteique accrue et d’assurer une bonne conformation des proteines. Des donnees recentes de la litterature montrent que cette voie est activee dans le foie et le tissu adipeux de rongeurs insulinoresistants. Nous avons etudie les consequences de l’activation de la voie du stress du reticulum endoplasmique sur la signalisation insulinique du foie et du tissu adipeux. Materiels et methodes Des hepatocytes ou des adipocytes de rat en culture primaire ont ete cultives en presence de differents inducteurs du stress du reticulum endoplasmiqueþ: thapsigargine, tunicamycine, homocysteine et dithiothreitol. Les cellules ont ensuite ete incubees en presence d’insuline et les consequences sur les effecteurs de la voie de signalisation insulinique (PKB et PKC atypiques) ont ete analysees par Western Blot. Resultats Dans l’hepatocyte et l’adipocyte, nous montrons qu’une activation du stress du reticulum endoplasmique conduit a une diminution de la phosphorylation activatrice de la PKB sur les residus Ser473 et Thr308 en presence d’insuline. Parallelement, nous observons une diminution des formes totales d’IRS1 et d’IRS2 ainsi qu’une augmentation de la phosphorylation d’IRS1 sur des residus serines. De maniere surprenante, nous montrons que l’induction de ce stress active la voie des PKC atypiques ζ/λ. Nous confirmons ces resultats in vivo dans le foie d’animaux obeses ob/ob chez lesquels nous observons une induction de la voie du stress du reticulum endoplasmique, une inhibition de l’activite PKB et une activation des PKC ζ/λ. Discussion En conclusion, nous montrons que la voie du stress du reticulum endoplasmique module de facon opposee les deux voies de la signalisation insulinique PI3 kinase dependantes. Conclusion Ces resultats permettraient d’expliquer pourquoi certaines voies metaboliques dependantes de l’insuline sont conservees et meme suractivees dans des situations d’insulinoresistance.

Introduction Le diabete de type 2 cetonurique (ketosis prone diabetes-KPD) est une forme atypique de diabete de type 2 revele par une cetose voire une acidocetose, frequemment observe chez des personnes originaires d’Afrique subsaharienne et necessitant une insulinotherapie souvent transitoire. Son debut aigu suggere l’existence d’un facteur declenchant. Compte tenu de la distribution geographique du KPD, nous avons evalue l’implication possible de l’herpes virus humain de type 8 (HHV-8). Materiels et methodes Nous avons recherche par immunofluorescence des anticorps diriges contre les antigenes latents et lytiques du HHV-8 chez 187 patients consecutifs, originaires d’Afrique subsaharienne et ayant migre en France a l’âge adulte, comprenant 81 patients KPD et 106 patients diabetiques de type 2 (T2D). Un groupe de 90 temoins non diabetiques de memes origines geographiques et appariees aux patients pour l’âge et le sexe a ete evalue. La presence du HHV-8 dans l’ADN genomique a ete recherchee chez 22 patients a la phase aigue. Par ailleurs, nous avons evalue si le HHV-8 est capable d’infecter in vitro des cellules beta humaines provenant d’un donneur non diabetique. Resultats A l’inclusion, l’âge et l’IMC des patients etaient similaires : KPD 48 ± 11 (DS) ans et 27,7 ± 4,3 kg/m2 ; T2D 50 ± 10 ans et 27,5 ± 4,8 kg/m2. Les anticorps anti HHV-8 ont ete retrouves chez 87,7 % des KPD versus 15,1 % des T2D, OR = 39,9 (17,1-93,4 ; p Conclusion Chez des patients KPD originaires d’Afrique subsaharienne, l’ADN du HHV-8 est retrouve chez presque la moitie des patients a la phase aigue et la prevalence de la seropositivite HHV-8 est tres elevee. Ces donnees et la capacite du HHV-8 d’infecter des cellules beta in vitro suggerent que l’infection par le HHV-8 est responsable du phenotype KPD chez des individus autrement predisposes au DT2.