SUMMARY Atherosclerosis is the underlying cause of cardiovascular diseases (CVDs) such as myocardial infarction and ischemic stroke. It is a lipid-triggered chronic inflammatory condition of the arterial vascular wall that is driven by various inflammatory pathways including atherogenic cytokines and chemokines. D-dopachrome tautomerase (D-DT), also known as macrophage migration inhibitory factor-2 (MIF-2), belongs to the MIF protein family, which is best known for its pathogenic role in a variety of inflammatory and immune conditions including CVDs. While MIF is well known as a promoter of atherogenic processes, MIF-2 has not been studied in atherosclerosis. Here, we investigated atherosclerosis in hyperlipidemic Mif-2 −/− Apoe −/− mice and studied the role of MIF-2 in various atherogenic assays in vitro . We found that global Mif-2 deficiency as well as its pharmacological blockade by 4-CPPC protected against atherosclerotic lesion formation and vascular inflammation in models of early and advanced atherogenesis. On cellular level, MIF-2 promoted monocyte migration in 2D and 3D and monocyte arrest on aortic endothelial monolayers, promoted B-cell chemotaxis in vitro and B-cell homing in vivo , and increased macrophage foam cell formation. Dose curves and direct comparison in a 3D migration set-up suggest that MIF-2 may be a more potent chemokine than MIF for monocytes and B cells. We identify CXCR4 as a novel receptor for MIF-2. The evidence relies on a CXCR4 inhibitor, CXCR4 internalization experiments, MIF-2/CXCR4 binding studies by yeast-CXCR4 transformants, and fluorescence spectroscopic titrations with a soluble CXCR4 surrogate. Of note, Mif-2 −/− Apoe −/− mice exhibited decreased plasma cholesterol and triglyceride levels, lower body weights, smaller livers, and profoundly reduced hepatic lipid accumulation compared to Apoe −/− mice. Mechanistic experiments in Huh-7 hepatocytes suggest that MIF-2 regulates the expression and activation of sterol-regulatory element binding protein-1 and −2 (SREBP-1, SREBP-2) to induce lipogenic downstream genes such as FASN and LDLR, while it attenuated the activation of the SREBP inhibiting AMPK pathway. Studies using receptor Inhibitors showed that SREBP activation and hepatic lipoprotein uptake by MIF-2 is mediated by both CXCR4 and CD74. Lastly and in line with a combined role of MIF-2 in vascular inflammation and hepatic lipid accumulation, MIF-2 was found to be profoundly upregulated in unstable human carotid plaques, underscoring a critical role for MIF-2 in advanced stages of atherosclerosis. Together, these data identify MIF-2 as a novel atherogenic chemokine and CXCR4 ligand that not only promotes lesion formation and vascular inflammation but also strongly affects hepatic lipogenesis in an SREBP-mediated manner, possibly linking atherosclerosis and hepatic steatosis.

Background: The development of obesity-associated comorbidities such as type 2 diabetes (T2D) and hepatic steatosis has been linked to selected microRNAs in individual studies; however, an unbiased genome-wide approach to map T2D induced changes in the miRNAs landscape in human liver samples, and a subsequent robust identification and validation of target genes is still missing. Methods: Liver biopsies from age- and gender-matched obese individuals with (n=20) or without (n=20) T2D were used for microRNA microarray analysis. The candidate microRNA and target genes were validated in 85 human liver samples, and subsequently mechanistically characterized in hepatic cells as well as by dietary interventions and hepatic overexpression in mice. Results: Here we present the human hepatic microRNA transcriptome of type 2 diabetes in liver biopsies and use a novel seed prediction tool to robustly identify microRNA target genes, which were then validated in a unique cohort of 85 human livers. Subsequent mouse studies identified a distinct signature of T2D-associated miRNAs, partly conserved in both species. Of those, human-murine miR-182-5p was the most associated to whole-body glucose homeostasis and hepatic lipid metabolism. Its target gene LRP6 was consistently lower expressed in livers of obese T2D humans and mice as well as under conditions of miR-182-5p overexpression. Weight loss in obese mice decreased hepatic miR-182-5p and restored Lrp6 expression and other miR-182-5p target genes. Hepatic overexpression of miR-182-5p in mice rapidly decreased LRP6 protein levels and increased liver triglycerides and fasting insulin under obesogenic conditions after only seven days. Conclusion: By mapping the hepatic miRNA-transcriptome of type 2 diabetic obese subjects, validating conserved miRNAs in diet-induced mice, and establishing a novel miRNA prediction tool, we provide a robust and unique resource that will pave the way for future studies in the field. As proof of concept, we revealed that the repression of LRP6 by miR-182-5p, which promotes lipogenesis and impairs glucose homeostasis, provides a novel mechanistic link between T2D and non-alcoholic fatty liver disease, and demonstrate in vivo that miR-182-5p can serve as a future drug target for the treatment of obesity-driven hepatic steatosis.