Kei Sakamoto, Sandrine Horman, Roselle Gélinas, Benjamin Lauzier, Audrey Ginion, Bertrand Bouchard, Laurent Bultot, Hrag Esfahani, Jean-Luc Balligand, Emilie Dubois-Deruy, Aaron K Olson, Bénédicte Demeulder, Christophe Beauloye, Benoit Viollet, Evangelos-Panagiotis Daskalopoulos, Christine Des Rosiers, Justine Dontaine, Jean-Louis Vanoverschelde, Luc Bertrand, Florence Mailleux, C. Gauthier, Université Catholique de Louvain = Catholic University of Louvain (UCL), Institut de Recherche Expérimentale et Clinique (IREC), unité de recherche de l'institut du thorax UMR1087 UMR6291 (ITX), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Nantes - UFR de Médecine et des Techniques Médicales (UFR MEDECINE), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN), Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Institut Cochin (IC UM3 (UMR 8104 / U1016)), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Sorbonne Paris Cité (USPC), Advanced Institute of Industrial Technology, Pôle d’Imagerie Médicale, Radiothérapie et Oncologie (MIRO), Pôle de Recherche Cardiovasculaire (CARD), Division of Cardiology, Cliniques Universitaires Saint-Luc [Bruxelles], Pole of Cardiovascular Pathology and Cliniques Universitaires Saint-Luc, Division of cardiology, Université Catholique de Louvain (UCL), Université de Nantes - UFR de Médecine et des Techniques Médicales (UFR MEDECINE), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3), UCL - SSS/IREC/FATH - Pôle de Pharmacologie et thérapeutique, UCL - SSS/IREC/CARD - Pôle de recherche cardiovasculaire, UCL - (SLuc) Service de pathologie cardiovasculaire, UCL - (SLuc) Service de médecine interne générale, Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UM3)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Unité de recherche de l'institut du thorax (ITX-lab), Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
AMP-activated protein kinase (AMPK) has been shown to inhibit cardiac hypertrophy. Here, we show that submaximal AMPK activation blocks cardiomyocyte hypertrophy without affecting downstream targets previously suggested to be involved, such as p70 ribosomal S6 protein kinase, calcineurin/nuclear factor of activated T cells (NFAT) and extracellular signal-regulated kinases. Instead, cardiomyocyte hypertrophy is accompanied by increased protein O-GlcNAcylation, which is reversed by AMPK activation. Decreasing O-GlcNAcylation by inhibitors of the glutamine:fructose-6-phosphate aminotransferase (GFAT), blocks cardiomyocyte hypertrophy, mimicking AMPK activation. Conversely, O-GlcNAcylation-inducing agents counteract the anti-hypertrophic effect of AMPK. In vivo, AMPK activation prevents myocardial hypertrophy and the concomitant rise of O-GlcNAcylation in wild-type but not in AMPKα2-deficient mice. Treatment of wild-type mice with O-GlcNAcylation-inducing agents reverses AMPK action. Finally, we demonstrate that AMPK inhibits O-GlcNAcylation by mainly controlling GFAT phosphorylation, thereby reducing O-GlcNAcylation of proteins such as troponin T. We conclude that AMPK activation prevents cardiac hypertrophy predominantly by inhibiting O-GlcNAcylation., AMPK activation inhibits cardiac hypertrophy. Here the authors show that this occurs independently of previously proposed mechanisms and that AMPK controls the phosphorylation of the aminotransferase GFAT, thereby preventing cardiac hypertrophy through the reduction of protein O-GlcNAcylation.