The global burden of tuberculosis (TB) morbidity and mortality remains immense. A potential new approach to TB therapy is to augment protective host immune responses. We report that the antidiabetic drug metformin (MET) reduces the intracellular growth of Mycobacterium tuberculosis (Mtb) in an AMPK (adenosine monophosphate-activated protein kinase)-dependent manner. MET controls the growth of drug-resistant Mtb strains, increases production of mitochondrial reactive oxygen species, and facilitates phagosome-lysosome fusion. In Mtb-infected mice, use of MET ameliorated lung pathology, reduced chronic inflammation, and enhanced the specific immune response and the efficacy of conventional TB drugs. Moreover, in two separate human cohorts, MET treatment was associated with improved control of Mtb infection and decreased disease severity. Collectively, these data indicate that MET is a promising candidate host-adjunctive therapy for improving the effective treatment of TB.

The causes of impaired skeletal muscle mass and strength during aging are well-studied in healthy populations. Less is known on pathological age-related muscle wasting and weakness termed sarcopenia, which directly impacts physical autonomy and survival. Here, we compare genome-wide transcriptional changes of sarcopenia versus age-matched controls in muscle biopsies from 119 older men from Singapore, Hertfordshire UK and Jamaica. Individuals with sarcopenia reproducibly demonstrate a prominent transcriptional signature of mitochondrial bioenergetic dysfunction in skeletal muscle, with low PGC-1α/ERRα signalling, and downregulation of oxidative phosphorylation and mitochondrial proteostasis genes. These changes translate functionally into fewer mitochondria, reduced mitochondrial respiratory complex expression and activity, and low NAD+ levels through perturbed NAD+ biosynthesis and salvage in sarcopenic muscle. We provide an integrated molecular profile of human sarcopenia across ethnicities, demonstrating a fundamental role of altered mitochondrial metabolism in the pathological loss of skeletal muscle mass and function in older people.

SUMMARY Sensitivity and plasticity of insulin signaling and glucose uptake in skeletal muscle depends on determinants such as genetic variation and obesity. We collected muscle biopsies and isolated myoblasts from a multi-ethnic cohort of lean South Asians (N=10), lean Chinese (N=10), and obese Chinese (N=10), and analysed the proteome and phosphoproteome dynamics in terminally differentiated myotubes after a low-dose insulin stimulation (10nM at 0, 5, 30 min). The myotubes initially responded with increased abundance and phosphorylation level changes along the PI3K/AKT/mTOR axis, decreased abundance of translation initiation factors, and increased phosphorylation levels on proteins involved in mRNA processing at 5 min. After the acute response, protein abundance returned to baseline at 30 min, while phosphorylation changes persisted in proteins including AKT, RPS6 and AS160 (TBC1D4). A joint kinase-substrate statistical analysis revealed that protein abundance changes of AKT, PAK1 and CDK1 showed concordant phosphorylation changes in their respective substrates upon insulin stimulation. We also observed increased phosphorylation of some substrates uniquely in each group, particularly the substrates of CDKs showing stronger changes in South Asians than in Chinese. Pharmacological inhibition and siRNA knockdown of CDK1, a non-myogenic kinase, in terminally differentiated myotubes reduced glucose uptake and desensitized several phosphorylation-mediated signaling on protein translation initiation factors, IRS1, and AS160. Our data suggest that basal extramitotic activity of CDK1 is required for PI3K/AKT/mTORC1 signaling cascade and glucose uptake in insulin-stimulated myotubes. The data also provide a rich resource for studying the role of other kinases in the mechanism of insulin resistance in human myotubes.

Abstract Abnormal matrix deposition on vessels and recruitment of inflammatory cells into the arterial wall are critical events in atherosclerotic plaque formation. Fibronectin protein is a key matrix component that exhibits high levels of deamidation in atherosclerotic plaques and blood plasma, but it is unclear how this structural change impacts on endothelial function or modifies interactions with recruited leukocytes. This study aimed to determine how deamidation-induced isoDGR motifs in fibronectin influence extracellular matrix accumulation on endothelial cells, and to investigate possible effects on integrin ‘outside-in’ signalling in matrix-bound monocytes which are key mediators of human atherosclerosis. Blood plasma fibrinogen and fibronectin displayed marked accumulation of isoDGR motifs in ischemic heart disease (IHD) as determined by ELISA analysis of patients undergoing coronary artery bypass grafting compared with age-matched healthy controls. Biochemical and functional assays confirmed that isoDGR-containing fibronectin promoted activation of integrin β1 in monocytes and facilitated protein deposition and fibrillogenesis on endothelial cell layers. In addition, isoDGR interactions with integrins on the monocyte cell surface triggered an ERK:AP-1 signalling cascade that induced potent secretion of chemotactic mediators (including CCL2, CCL4, IL-8, and TNFα), that promoted further leukocyte recruitment to the assembling plaque. Fibronectin deamidation forms isoDGR motifs that increase binding to β1 integrins on the surface of endothelial cells and monocytes. Subsequent activation of integrin ‘outside-in’ signalling pathways elicits a range of potent cytokines and chemokines that drive additional leukocyte recruitment to the developing atherosclerotic matrix and likely constitutes a key early event in progression to IHD.