1. Central Apelin Controls Glucose Homeostasisviaa Nitric Oxide-Dependent Pathway in Mice
- Author
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Sophie Rastrelli, André Colom, Bernard Frances, Isabelle Castan-Laurell, Nathalie M. Delzenne, Isabelle Leclercq, Philippe Valet, Patrice D. Cani, Thibaut Duparc, Lionel Moulédous, Claude Knauf, Nicolas Massaly, J. Andrew Pospisilik, Catherine Llorens-Cortes, Sophie Le Gonidec, Anne Drougard, Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires (I2MC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Metabolism and nutrition research group, Université Catholique de Louvain = Catholic University of Louvain (UCL)-Louvain Drug Research Institute (LDRI), Centre de Recherches sur la Cognition Animale (CRCA), Centre de Biologie Intégrative (CBI), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut des sciences du cerveau de Toulouse. (ISCT), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-CHU Toulouse [Toulouse]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de pharmacologie et de biologie structurale (IPBS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Laboratory of hepato-gastroenterology, Université Catholique de Louvain = Catholic University of Louvain (UCL)-Institut de Recherche Experimentale et Clinique, Neuropeptides centraux et régulations hydrique et cardiovasculaire, Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre interdisciplinaire de recherche en biologie (CIRB), Labex MemoLife, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Collège de France (CdF (institution))-Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Labex MemoLife, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Laboratory of immunobiology, Max-Planck-Institut, Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Centre de Recherches sur la Cognition Animale - UMR5169 (CRCA), Institut des sciences du cerveau de Toulouse. (ISCT), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre de Biologie Intégrative (CBI), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre interdisciplinaire de recherche en biologie (CIRB), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Labex MemoLife, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Simon, Marie Francoise, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre de Biologie Intégrative (CBI), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Subjects
Physiology ,[SDV]Life Sciences [q-bio] ,Clinical Biochemistry ,Adipose tissue ,Biochemistry ,Mice ,chemistry.chemical_compound ,0302 clinical medicine ,Insulin Secretion ,Hyperinsulinemia ,Homeostasis ,Insulin ,Glucose homeostasis ,General Environmental Science ,Neurons ,0303 health sciences ,Brain ,Circadian Rhythm ,3. Good health ,Apelin ,[SDV] Life Sciences [q-bio] ,Infusions, Intraventricular ,Intercellular Signaling Peptides and Proteins ,medicine.medical_specialty ,Hypothalamus ,030209 endocrinology & metabolism ,Carbohydrate metabolism ,Nitric Oxide ,Diabetes Mellitus, Experimental ,Nitric oxide ,03 medical and health sciences ,Insulin resistance ,Adipokines ,Internal medicine ,medicine ,Animals ,Humans ,Molecular Biology ,030304 developmental biology ,business.industry ,Cell Biology ,medicine.disease ,Biosynthetic Pathways ,Glucose ,Endocrinology ,Diabetes Mellitus, Type 2 ,chemistry ,General Earth and Planetary Sciences ,Insulin Resistance ,business - Abstract
International audience; Abstract Aims: Apelin and its receptor have emerged as promising targets for the treatment of insulin resistance. Indeed, peripheral administration of apelin stimulates glucose utilization and insulin sensitivity via a nitric oxide (NO) pathway. In addition to being expressed on peripheral metabolically active adipose tissues, apelin is also found in the brain. However, no data are available on the role of central effects of apelin on metabolic control. We studied glucose metabolism in response to acute and chronic intracerebroventricular (i.c.v.) injection of apelin performed in normal and obese/diabetic mice. Results: We demonstrate that i.c.v. injection of apelin into fed mice improves glucose control via NO-dependent mechanisms. These results have been strengthened by transgenic (eNOS-KO mice), pharmacological (L-NMMA i.c.v. treated mice), and real-time measurement of NO release with amperometric probes detection. High-fat diet-fed mice displayed a severely blunted response to i.c.v. apelin associated with a lack of NO response by the hypothalamus. Moreover, central administration of high dose apelin in fasted normal mice provoked hyperinsulinemia, hyperglycemia, glucose intolerance, and insulin resistance. Conclusion: These data provide compelling evidence that central apelin participates in the regulation of glucose homeostasis and suggest a novel pathophysiological mechanism involved in the transition from normal to diabetic state. Antioxid. Redox Signal. 15, 1477-1496.
- Published
- 2011