miR-27b Modulates Insulin Signaling in Hepatocytes by Regulating Insulin Receptor Expression

Insulin resistance (IR) is one of the key contributing factors in the development of type 2 diabetes mellitus (T2DM). However, the molecular mechanisms leading to IR are still unclear. The implication of microRNAs (miRNAs) in the pathophysiology of multiple cardiometabolic pathologies, including obesity, atherosclerotic heart failure and IR, has emerged as a major focus of interest in recent years. Indeed, upregulation of several miRNAs has been associated with obesity and IR. Among them, miR-27b is overexpressed in the liver in patients with obesity, but its role in IR has not yet been thoroughly explored. In this study, we investigated the role of miR-27b in regulating insulin signaling in hepatocytes, both in vitro and in vivo. Therefore, assessment of the impact of miR-27b on insulin resistance through the hepatic tissue is of special importance due to the high expression of miR-27b in the liver together with its known role in regulating lipid metabolism. Notably, we found that miR-27b controls post-transcriptional expression of numerous components of the insulin signaling pathway including the insulin receptor (INSR) and insulin receptor substrate 1 (IRS1) in human hepatoma cells. These results were further confirmed in vivo showing that overexpression and inhibition of hepatic miR-27 enhances and suppresses hepatic INSR expression and insulin sensitivity, respectively. This study identified a novel role for miR-27 in regulating insulin signaling, and this finding suggests that elevated miR-27 levels may contribute to early development of hepatic insulin resistance.This work was supported by the Basque Government (Grupos Consolidados IT-1264-19). A.B.-V. was supported by Programa de especialización de Personal Investigador Doctor en la UPV/EHU (2019) 2019-2020. U.G-G. was supported by Fundación Biofísica Bizkaia. S.J. was supported by a grant PIF (2017–2018), Gobierno Vasco. We sincerely thank Haziq Siddiqi (Harvard Medical School) for his critical reading and editing of this manuscript

Efecto de los antipsicóticos sobre la homeostasis intracelular del colesterol

Los antipsicóticos son aminas anfipáticas que se utilizan ampliamente para el tratamiento de ciertos trastornos psiquiátricos por su capacidad de inhibir los receptores D2. Desafortunadamente, algunos de los más utilizados, particularmente los de segunda generación (SGA), producen efectos metabólicos indeseados como ganancia de peso, hipertrigliceridemia e hiperglucemia, con incremento del riesgo cardiovascular. Para explorar los mecanismos potencialmente implicados en estos efectos secundarios, en el presente trabajo hemos estudiado ciertos aspectos de la homeostasis intracelular de lípidos y de su secreción en diversas líneas celulares (HepG2, HL-60 y SH-SY5Y). La risperidona y la ziprasidona, dos antipsicóticos de SGA, y el haloperidol, de primera generación, hemos observado que inhiben la biosíntesis de colesterol, afectando la actividad de las siguientes enzimas de la ruta: ?7-reductasa > ?8,7-isomerasa = ?5-desaturasa > ?14-reductasa, siendo su potencia relativa: ziprasidona > haloperidol > risperidona. Por otro lado, la clozapina, otro antipsicótico de SGA, redujo la actividad ?24-reductasa, y, en menor medida, también la ?8,7-isomerasa. Estas acciones condujeron al descenso del contenido celular de colesterol, así como al incremento de los esteroles intermediarios, sustratos de dichas enzimas. Observamos también un incremento de la expresión de SREBF2 y de sus genes diana HMGR y LDLR, una respuesta homeostática que se dispara cuando se detecta un descenso del contenido de colesterol en el retículo endoplasmático (RE). Poco después de retirar los antipsicóticos del medio, la tasa de incorporación de 14C-acetato a colesterol se recupera llegando incluso a superar la observada en la situación control, lo cual se atribuye a la sobreexpresión de las enzimas de la colesterogénesis junto a la desaparición de la inhibición directa de las enzimas por acción de los antipsicóticos. En las células HepG2, además se observa un incremento en la expresión de SREBF1 y de su gen diana FASN que se asocia con un aumento de la síntesis de ácidos grasos y lípidos saponificables (fosfolípidos y triglicéridos), así como de la síntesis y secreción de apoB que se detecta principalmente en el periodo de lavado de los antipsicóticos. Este efecto puede explicar la hipertrigliceridemia que con frecuencia se presenta en los pacientes tratados con estos fármacos. Por otra parte, todos los antipsicóticos utilizados afectan la vía endocítica de utilización de las LDL, provocando la acumulación de colesterol libre en los endo-lisosomas, probablemente por inhibición de su salida hacia el RE, sin afectar etapas anteriores de esta vía ni la actividad de enzimas hidrolíticas lisosomales. Este efecto, junto con la estimulación del receptor de LDL, contribuye al depósito intracelular de ciertos lípidos y a la profusión de vesículas perinucleares que se detectan en las células expuestas a los antipsicóticos. Este fenotipo celular es similar, aunque no idéntico al que se detecta en la enfermedad de Niemann-Pick tipo C y al producido por otras aminas anfipáticas, como el U18666A. Para explorar si este fenotipo puede corregirse, utilizamos curcumina, un polifenol que incrementa el calcio citoplasmático. En las células previamente tratadas con los antipsicóticos, observamos que la exposición a la curcumina desplazaba las vesículas intracelulares hacia la periferia y estimulaba la secreción de exosomas, descargando el colesterol acumulado al exterior y normalizando la expresión de los genes implicados en el metabolismo lipídico. Esta mejoría en el fenotipo celular abre la posibilidad de aliviar los efectos metabólicos de los antipsicóticos con polifenoles presentes en los alimentos

Efecto de los antipsicóticos sobre la homeostasis intracelular del colesterol

Los antipsicóticos son aminas anfipáticas que se utilizan ampliamente para el tratamiento de ciertos trastornos psiquiátricos por su capacidad de inhibir los receptores D2. Desafortunadamente, algunos de los más utilizados, particularmente los de segunda generación (SGA), producen efectos metabólicos indeseados como ganancia de peso, hipertrigliceridemia e hiperglucemia, con incremento del riesgo cardiovascular. Para explorar los mecanismos potencialmente implicados en estos efectos secundarios, en el presente trabajo hemos estudiado ciertos aspectos de la homeostasis intracelular de lípidos y de su secreción en diversas líneas celulares (HepG2, HL-60 y SH-SY5Y). La risperidona y la ziprasidona, dos antipsicóticos de SGA, y el haloperidol, de primera generación, hemos observado que inhiben la biosíntesis de colesterol, afectando la actividad de las siguientes enzimas de la ruta: ?7-reductasa > ?8,7-isomerasa = ?5-desaturasa > ?14-reductasa, siendo su potencia relativa: ziprasidona > haloperidol > risperidona. Por otro lado, la clozapina, otro antipsicótico de SGA, redujo la actividad ?24-reductasa, y, en menor medida, también la ?8,7-isomerasa. Estas acciones condujeron al descenso del contenido celular de colesterol, así como al incremento de los esteroles intermediarios, sustratos de dichas enzimas. Observamos también un incremento de la expresión de SREBF2 y de sus genes diana HMGR y LDLR, una respuesta homeostática que se dispara cuando se detecta un descenso del contenido de colesterol en el retículo endoplasmático (RE). Poco después de retirar los antipsicóticos del medio, la tasa de incorporación de 14C-acetato a colesterol se recupera llegando incluso a superar la observada en la situación control, lo cual se atribuye a la sobreexpresión de las enzimas de la colesterogénesis junto a la desaparición de la inhibición directa de las enzimas por acción de los antipsicóticos. En las células HepG2, además se observa un incremento en la expresión de SREBF1 y de su gen diana FASN que se asocia con un aumento de la síntesis de ácidos grasos y lípidos saponificables (fosfolípidos y triglicéridos), así como de la síntesis y secreción de apoB que se detecta principalmente en el periodo de lavado de los antipsicóticos. Este efecto puede explicar la hipertrigliceridemia que con frecuencia se presenta en los pacientes tratados con estos fármacos. Por otra parte, todos los antipsicóticos utilizados afectan la vía endocítica de utilización de las LDL, provocando la acumulación de colesterol libre en los endo-lisosomas, probablemente por inhibición de su salida hacia el RE, sin afectar etapas anteriores de esta vía ni la actividad de enzimas hidrolíticas lisosomales. Este efecto, junto con la estimulación del receptor de LDL, contribuye al depósito intracelular de ciertos lípidos y a la profusión de vesículas perinucleares que se detectan en las células expuestas a los antipsicóticos. Este fenotipo celular es similar, aunque no idéntico al que se detecta en la enfermedad de Niemann-Pick tipo C y al producido por otras aminas anfipáticas, como el U18666A. Para explorar si este fenotipo puede corregirse, utilizamos curcumina, un polifenol que incrementa el calcio citoplasmático. En las células previamente tratadas con los antipsicóticos, observamos que la exposición a la curcumina desplazaba las vesículas intracelulares hacia la periferia y estimulaba la secreción de exosomas, descargando el colesterol acumulado al exterior y normalizando la expresión de los genes implicados en el metabolismo lipídico. Esta mejoría en el fenotipo celular abre la posibilidad de aliviar los efectos metabólicos de los antipsicóticos con polifenoles presentes en los alimentos

Genetic Dissection of the Impact of miR-33a and miR-33b during the Progression of Atherosclerosis

Summary: As an important regulator of macrophage cholesterol efflux and HDL biogenesis, miR-33 is a promising target for treatment of atherosclerosis, and numerous studies demonstrate that inhibition of miR-33 increases HDL levels and reduces plaque burden. However, important questions remain about how miR-33 impacts atherogenesis, including whether this protection is primarily due to direct effects on plaque macrophages or regulation of lipid metabolism in the liver. We demonstrate that miR-33 deficiency in Ldlr−/− mice promotes obesity, insulin resistance, and hyperlipidemia but does not impact plaque development. We further assess how loss of miR-33 or addition of miR-33b in macrophages and other hematopoietic cells impact atherogenesis. Macrophage-specific loss of miR-33 decreases lipid accumulation and inflammation under hyperlipidemic conditions, leading to reduced plaque burden. Therefore, the pro-atherogenic effects observed in miR-33-deficient mice are likely counterbalanced by protective effects in macrophages, which may be the primary mechanism through which anti-miR-33 therapies reduce atherosclerosis. : miR-33a and miR-33b, the miR-33 family of miRNAs, are important regulators of reverse cholesterol transport and atherosclerosis. Price et al. have developed genetic models to explore the specific roles of miR-33a and miR-33b in atherosclerotic plaque formation. Their findings highlight both the utility and potential issues involved in anti-miR-33 therapies. Keywords: Atherosclerosis, miR-33, HDL-C, metabolism, cholestero

Curcumin mitigates the intracellular lipid deposit induced by antipsichotics in vitro

Scope First- and second-generation antipsychotics (FGAs and SGAs, respectively), both inhibit cholesterol biosynthesis and impair the intracellular cholesterol trafficking, leading to lipid accumulation in the late endosome/lysosome compartment. In this study we examined if curcumin, a plant polyphenol that stimulates exosome release, can alleviate antipsychoticinduced intracellular lipid accumulation. Methods HepG2 hepatocarcinoma cells were treated with antipsychotics or placebo and DiI-labelled LDL for 18 h and then exposed to curcumin for the last 2 h. Cells and media were collected separately and used for biochemical analyses, electron microscopy and immunocytochemistry. Exosomes were isolated from the incubation medium by ultracentrifugation. Results Curcumin treatment reduced the number of heterolysosomes and shifted their subcellular localization to the periphery, as revealed by electron microscopy, and stimulated the release of lysosomal β-hexosaminidase and exosome markers flotillin-2 and CD63 into the media. The presence of DiI in exosomes released by cells preloaded with DiI-LDL demonstrated the endolysosomal origin of the microvesicles. Furthermore, curcumin increased the secretion of cholesterol as well as LDL-derived DiI and [3H]-cholesterol, in association with a decrease of intracellular lipids. Thus, the disruption of lipid trafficking induced by FGAs or SGAs can be relieved by curcumin treatment. This polyphenol, however, did not mitigate the reduction of cholesterol esterification induced by antipsychotics. Conclusion Curcumin stimulates exosome release to remove cholesterol (and presumably other lipids) accumulated within the endolysosomal compartment, thereby normalizing intracellular lipid homeostasis. This action may help minimize the adverse metabolic effects of antipsychotic treatment, which should now be evaluated in clinical trial

First-Generation Antipsychotic Haloperidol Alters the Functionality of the Late Endosomal/Lysosomal Compartment in Vitro

First- and second-generation antipsychotics (FGAs and SGAs, respectively), have the ability to inhibit cholesterol biosynthesis and also to interrupt the intracellular cholesterol trafficking, interfering with low-density lipoprotein (LDL)-derived cholesterol egress from late endosomes/lysosomes. In the present work, we examined the effects of FGA haloperidol on the functionality of late endosomes/lysosomes in vitro. In HepG2 hepatocarcinoma cells incubated in the presence of 1,1′-dioctadecyl-3,3,3,3′-tetramethylindocarbocyanineperchlorate (DiI)-LDL, treatment with haloperidol caused the enlargement of organelles positive for late endosome markers lysosome-associated membrane protein 2 (LAMP-2) and LBPA (lysobisphosphatidic acid), which also showed increased content of both free-cholesterol and DiI derived from LDL. This indicates the accumulation of LDL-lipids in the late endosomal/lysosomal compartment caused by haloperidol. In contrast, LDL traffic through early endosomes and the Golgi apparatus appeared to be unaffected by the antipsychotic as the distribution of both early endosome antigen 1 (EEA1) and coatomer subunit β (β-COP) were not perturbed. Notably, treatment with haloperidol significantly increased the lysosomal pH and decreased the activities of lysosomal protease and β-d-galactosidase in a dose-dependent manner. We conclude that the alkalinization of the lysosomes’ internal milieu induced by haloperidol affects lysosomal functionality

Macrophage deficiency of miR‐21 promotes apoptosis, plaque necrosis, and vascular inflammation during atherogenesis

Abstract Atherosclerosis, the major cause of cardiovascular disease, is a chronic inflammatory disease characterized by the accumulation of lipids and inflammatory cells in the artery wall. Aberrant expression of microRNAs has been implicated in the pathophysiological processes underlying the progression of atherosclerosis. Here, we define the contribution of miR‐21 in hematopoietic cells during atherogenesis. Interestingly, we found that miR‐21 is the most abundant miRNA in macrophages and its absence results in accelerated atherosclerosis, plaque necrosis, and vascular inflammation. miR‐21 expression influences foam cell formation, sensitivity to ER‐stress‐induced apoptosis, and phagocytic clearance capacity. Mechanistically, we discovered that the absence of miR‐21 in macrophages increases the expression of the miR‐21 target gene, MKK3, promoting the induction of p38‐CHOP and JNK signaling. Both pathways enhance macrophage apoptosis and promote the post‐translational degradation of ABCG1, a transporter that regulates cholesterol efflux in macrophages. Altogether, these findings reveal a major role for hematopoietic miR‐21 in atherogenesis

Effect of curcumin on the incorporation of [³H]oleic acid into cholesterylesters in HepG2 cells treated with antipsychotics.

<p>Cells were exposed to LDL (60 μg/ml of cholesterol) in the absence (control) or the presence of haloperidol (Hal), clozapine (Clo), risperidone (Ris), or ziprasidone (Zip) (10 μM) for 16 h. Cells were washed twice and then incubated for additional 2 h in serum-free medium containing the same antipsychotic with or without curcumin (30 μM) and [³H]oleic acid. Then, cells were collected, lipids extracted and separated by HPLC. Results are mean ± SEM of three independent experiments. Statistical comparisons shown antipsychotic versus untreated control (⁺<i>P</i><0.05, ⁺⁺<i>P</i><0.01 and ⁺⁺⁺<i>P</i><0.001).</p

Mamas, Travel Agents and Lot Lizards: Female Gender Stereotypes and Trucking

This presentation, as part of a larger on going study, examines gender stereotypes associated with the occupation of truck driving. According to the U.S. Bureau of Labor Statistics, of the over three million people who make their living as truck drivers, only six percent are female. Using content analysis, gender roles and stereotypes are explored by analyzing a sample of The Trucker, a twice-monthly publication available both online and in print distributed to grocery stores, truck stops and other locations. Preliminary results suggest that women rarely drive solo and are employed most frequently as part of a husband-wife team, or work in dispatch or other office environments. Further, preliminary analysis of photos of women in The Trucker suggest that most women are represented as feminine , while relatively few women are androgynous or masculine in how they are represented