Berberine has been shown to have antidiabetic properties, although its mode of action is not known. Here, we have investigated the metabolic effects of berberine in two animal models of insulin resistance and in insulin-responsive cell lines. Berberine reduced body weight and caused a significant improvement in glucose tolerance without altering food intake in db/db mice. Similarly, berberine reduced body weight and plasma triglycerides and improved insulin action in high-fat–fed Wistar rats. Berberine downregulated the expression of genes involved in lipogenesis and upregulated those involved in energy expenditure in adipose tissue and muscle. Berberine treatment resulted in increased AMP-activated protein kinase (AMPK) activity in 3T3-L1 adipocytes and L6 myotubes, increased GLUT4 translocation in L6 cells in a phosphatidylinositol 3′ kinase–independent manner, and reduced lipid accumulation in 3T3-L1 adipocytes. These findings suggest that berberine displays beneficial effects in the treatment of diabetes and obesity at least in part via stimulation of AMPK activity.

OBJECTIVE Tissue inflammation is a key factor underlying insulin resistance in established obesity. Several models of immuno-compromised mice are protected from obesity-induced insulin resistance. However, it is unanswered whether inflammation triggers systemic insulin resistance or vice versa in obesity. The purpose of this study was to assess these questions. RESEARCH DESIGN AND METHODS We fed a high-fat diet (HFD) to wild-type mice and three different immuno-compromised mouse models (lymphocyte-deficient Rag1 knockout, macrophage-depleted, and hematopoietic cell-specific Jun NH2-terminal kinase–deficient mice) and measured the time course of changes in macrophage content, inflammatory markers, and lipid accumulation in adipose tissue, liver, and skeletal muscle along with systemic insulin sensitivity. RESULTS In wild-type mice, body weight and adipose tissue mass, as well as insulin resistance, were clearly increased by 3 days of HFD. Concurrently, in the short-term HFD period inflammation was selectively elevated in adipose tissue. Interestingly, however, all three immuno-compromised mouse models were not protected from insulin resistance induced by the short-term HFD. On the other hand, lipid content was markedly increased in liver and skeletal muscle at day 3 of HFD. CONCLUSIONS These data suggest that the initial stage of HFD-induced insulin resistance is independent of inflammation, whereas the more chronic state of insulin resistance in established obesity is largely mediated by macrophage-induced proinflammatory actions. The early-onset insulin resistance during HFD feeding is more likely related to acute tissue lipid overload.

Abstract The composition and structure of the pregnancy vaginal microbiome may influence susceptibility to adverse pregnancy outcomes. Studies on the pregnant vaginal microbiome have largely been limited to Northern American populations. Using MiSeq sequencing of 16S rRNA gene amplicons, we characterised the vaginal microbiota of a mixed British cohort of women (n = 42) who experienced uncomplicated term delivery and who were sampled longitudinally throughout pregnancy (8–12, 20–22, 28–30 and 34–36 weeks gestation) and 6 weeks postpartum. We show that vaginal microbiome composition dramatically changes postpartum to become less Lactobacillus spp. dominant with increased alpha-diversity irrespective of the community structure during pregnancy and independent of ethnicity. While the pregnancy vaginal microbiome was characteristically dominated by Lactobacillus spp. and low alpha-diversity, unlike Northern American populations, a significant number of pregnant women this British population had a L. jensenii -dominated microbiome characterised by low alpha-diversity. L. jensenii was predominantly observed in women of Asian and Caucasian ethnicity whereas L. gasseri was absent in samples from Black women. This study reveals new insights into biogeographical and ethnic effects upon the pregnancy and postpartum vaginal microbiome and has important implications for future studies exploring relationships between the vaginal microbiome, host health and pregnancy outcomes.

Adipose tissue hypoxia and inflammation have been causally implicated in obesity-induced insulin resistance. Here, we report that, early in the course of high-fat diet (HFD) feeding and obesity, adipocyte respiration becomes uncoupled, leading to increased oxygen consumption and a state of relative adipocyte hypoxia. These events are sufficient to trigger HIF-1α induction, setting off the chronic adipose tissue inflammatory response characteristic of obesity. At the molecular level, these events involve saturated fatty acid stimulation of the adenine nucleotide translocase 2 (ANT2), an inner mitochondrial membrane protein, which leads to the uncoupled respiratory state. Genetic or pharmacologic inhibition of either ANT2 or HIF-1α can prevent or reverse these pathophysiologic events, restoring a state of insulin sensitivity and glucose tolerance. These results reveal the sequential series of events in obesity-induced inflammation and insulin resistance.

microRNAs (miRNAs) are non-coding small RNAs regulating gene expression, cell growth, and differentiation. Although several miRNAs have been implicated in cell growth and differentiation, it is barely understood their roles in adipocyte differentiation. In the present study, we reveal that miR-27a is involved in adipocyte differentiation by binding to the PPARγ 3′-UTR whose sequence motifs are highly conserved in mammals. During adipogenesis, the expression level of miR-27a was inversely correlated with that of adipogenic marker genes such as PPARγ and adiponectin. In white adipose tissue, miR-27a was more abundantly expressed in stromal vascular cell fraction than in mature adipocyte fraction. Ectopic expression of miR-27a in 3T3-L1 pre-adipocytes repressed adipocyte differentiation by reducing PPARγ expression. Interestingly, the level of miR-27a in mature adipocyte fraction of obese mice was down-regulated than that of lean mice. Together, these results suggest that miR-27a would suppress adipocyte differentiation through targeting PPARγ and thereby down-regulation of miR-27a might be associated with adipose tissue dysregulation in obesity.

Preterm birth is the primary cause of infant death worldwide. A short cervix in the second trimester of pregnancy is a risk factor for preterm birth. In specific patient cohorts, vaginal progesterone reduces this risk. Using 16S rRNA gene sequencing, we undertook a prospective study in women at risk of preterm birth (n = 161) to assess (1) the relationship between vaginal microbiota and cervical length in the second trimester and preterm birth risk and (2) the impact of vaginal progesterone on vaginal bacterial communities in women with a short cervix.Lactobacillus iners dominance at 16 weeks of gestation was significantly associated with both a short cervix <25 mm (n = 15, P < 0.05) and preterm birth <34+0 weeks (n = 18; P < 0.01; 69% PPV). In contrast, Lactobacillus crispatus dominance was highly predictive of term birth (n = 127, 98% PPV). Cervical shortening and preterm birth were not associated with vaginal dysbiosis. A longitudinal characterization of vaginal microbiota (<18, 22, 28, and 34 weeks) was then undertaken in women receiving vaginal progesterone (400 mg/OD, n = 25) versus controls (n = 42). Progesterone did not alter vaginal bacterial community structure nor reduce L. iners-associated preterm birth (<34 weeks).L. iners dominance of the vaginal microbiota at 16 weeks of gestation is a risk factor for preterm birth, whereas L. crispatus dominance is protective against preterm birth. Vaginal progesterone does not appear to impact the pregnancy vaginal microbiota. Patients and clinicians who may be concerned about "infection risk" associated with the use of a vaginal pessary during high-risk pregnancy can be reassured.

Colorectal cancer (CRC) is a leading cause of death in the United States. Increased level of interleukin-8 (IL-8) and CXCR2 on tumours and in the tumour microenvironment has been associated with CRC growth, progression and recurrence in patients. Here, we aimed to evaluate the effects of tissue microenvironment-encoded IL-8 and CXCR2 on colon cancer progression and metastasis. A novel immunodeficient, skin-specific IL-8-expressing transgenic model was generated to evaluate colon cancer growth and metastasis. Syngeneic mouse colon cancer cells were grafted in CXCR2 knockout (KO) mice to study the contribution of CXCR2 in the microenvironment to cancer growth. Elevated levels of IL-8 in the serum and tumour microenvironment profoundly enhanced the growth of human and mouse colon cancer cells with increased peri-tumoural angiogenesis, and also promoted the extravasation of the cancer cells into the lung and liver. The tumour growth was inhibited in CXCR2 KO mice with significantly reduced tumour angiogenesis and increased tumour necrosis. Increased expression of IL-8 in the tumour microenvironment enhanced colon cancer growth and metastasis. Moreover, the absence of its receptor CXCR2 in the tumour microenvironment prevented colon cancer cell growth. Together, our study demonstrates the critical roles of the tumour microenvironment-encoded IL-8/CXCR2 in colon cancer pathogenesis, validating the pathway as an important therapeutic target.

Preterm prelabour rupture of the fetal membranes (PPROM) precedes 30% of preterm births and is a risk factor for early onset neonatal sepsis. As PPROM is strongly associated with ascending vaginal infection, prophylactic antibiotics are widely used. The evolution of vaginal microbiota compositions associated with PPROM and the impact of antibiotics on bacterial compositions are unknown. We prospectively assessed vaginal microbiota prior to and following PPROM using MiSeq-based sequencing of 16S rRNA gene amplicons and examined the impact of erythromycin prophylaxis on bacterial load and community structures. In contrast to pregnancies delivering at term, vaginal dysbiosis characterised by Lactobacillus spp. depletion was present prior to the rupture of fetal membranes in approximately a third of cases (0% vs. 27%, P = 0.026) and persisted following membrane rupture (31%, P = 0.005). Vaginal dysbiosis was exacerbated by erythromycin treatment (47%, P = 0.00009) particularly in women initially colonised by Lactobacillus spp. Lactobacillus depletion and increased relative abundance of Sneathia spp. were associated with subsequent funisitis and early onset neonatal sepsis. Our data show that vaginal microbiota composition is a risk factor for subsequent PPROM and is associated with adverse short-term maternal and neonatal outcomes. This highlights vaginal microbiota as a potentially modifiable antenatal risk factor for PPROM and suggests that routine use of erythromycin for PPROM be re-examined.

In obesity, adipocyte hypertrophy and proinflammatory responses are closely associated with the development of insulin resistance in adipose tissue. However, it is largely unknown whether adipocyte hypertrophy per se might be sufficient to provoke insulin resistance in obese adipose tissue. Here, we demonstrate that lipid-overloaded hypertrophic adipocytes are insulin resistant independent of adipocyte inflammation. Treatment with saturated or monounsaturated fatty acids resulted in adipocyte hypertrophy, but proinflammatory responses were observed only in adipocytes treated with saturated fatty acids. Regardless of adipocyte inflammation, hypertrophic adipocytes with large and unilocular lipid droplets exhibited impaired insulin-dependent glucose uptake, associated with defects in GLUT4 trafficking to the plasma membrane. Moreover, Toll-like receptor 4 mutant mice (C3H/HeJ) with high-fat-diet-induced obesity were not protected against insulin resistance, although they were resistant to adipose tissue inflammation. Together, our in vitro and in vivo data suggest that adipocyte hypertrophy alone may be crucial in causing insulin resistance in obesity.