Pancreatic islets in type 2 diabetes show characteristic deposition of the amyloid polypeptide IAPP. O'Neill and colleagues show that IAPP induces IL-1β production via the NLRP3 inflammasome, which leads to beta-cell destruction. Interleukin 1β (IL-1β) is an important inflammatory mediator of type 2 diabetes. Here we show that oligomers of islet amyloid polypeptide (IAPP), a protein that forms amyloid deposits in the pancreas during type 2 diabetes, triggered the NLRP3 inflammasome and generated mature IL-1β. One therapy for type 2 diabetes, glyburide, suppressed IAPP-mediated IL-1β production in vitro. Processing of IL-1β initiated by IAPP first required priming, a process that involved glucose metabolism and was facilitated by minimally oxidized low-density lipoprotein. Finally, mice transgenic for human IAPP had more IL-1β in pancreatic islets, which localized together with amyloid and macrophages. Our findings identify previously unknown mechanisms in the pathogenesis of type 2 diabetes and treatment of pathology caused by IAPP.

Restriction of FXR agonism to the gut improves obesity and diabetes. The systemic expression of the bile acid (BA) sensor farnesoid X receptor (FXR) has led to promising new therapies targeting cholesterol metabolism, triglyceride production, hepatic steatosis and biliary cholestasis. In contrast to systemic therapy, bile acid release during a meal selectively activates intestinal FXR. By mimicking this tissue-selective effect, the gut-restricted FXR agonist fexaramine (Fex) robustly induces enteric fibroblast growth factor 15 (FGF15), leading to alterations in BA composition, but does so without activating FXR target genes in the liver. However, unlike systemic agonism, we find that Fex reduces diet-induced weight gain, body-wide inflammation and hepatic glucose production, while enhancing thermogenesis and browning of white adipose tissue (WAT). These pronounced metabolic improvements suggest tissue-restricted FXR activation as a new approach in the treatment of obesity and metabolic syndrome.

Increased levels of intestinal bile acids (BAs) are a risk factor for colorectal cancer (CRC). Here, we show that the convergence of dietary factors (high-fat diet) and dysregulated WNT signaling (APC mutation) alters BA profiles to drive malignant transformations in Lgr5-expressing (Lgr5+) cancer stem cells and promote an adenoma-to-adenocarcinoma progression. Mechanistically, we show that BAs that antagonize intestinal farnesoid X receptor (FXR) function, including tauro-β-muricholic acid (T-βMCA) and deoxycholic acid (DCA), induce proliferation and DNA damage in Lgr5+ cells. Conversely, selective activation of intestinal FXR can restrict abnormal Lgr5+ cell growth and curtail CRC progression. This unexpected role for FXR in coordinating intestinal self-renewal with BA levels implicates FXR as a potential therapeutic target for CRC.

Islets derived from stem cells hold promise as a therapy for insulin-dependent diabetes, but there remain challenges towards achieving this goal1–6. Here we generate human islet-like organoids (HILOs) from induced pluripotent stem cells and show that non-canonical WNT4 signalling drives the metabolic maturation necessary for robust ex vivo glucose-stimulated insulin secretion. These functionally mature HILOs contain endocrine-like cell types that, upon transplantation, rapidly re-establish glucose homeostasis in diabetic NOD/SCID mice. Overexpression of the immune checkpoint protein programmed death-ligand 1 (PD-L1) protected HILO xenografts such that they were able to restore glucose homeostasis in immune-competent diabetic mice for 50 days. Furthermore, ex vivo stimulation with interferon-γ induced endogenous PD-L1 expression and restricted T cell activation and graft rejection. The generation of glucose-responsive islet-like organoids that are able to avoid immune detection provides a promising alternative to cadaveric and device-dependent therapies in the treatment of diabetes. Metabolically-mature human islet-like organoids generated from induced pluripotent stem cells are able to recapitulate insulin-responsive pancreatic islet function and avoid immunologic cell death in diabetic mouse transplantation models.

Abstract Bisphenol A and its derivatives are recognized endocrine disruptors based on their complex effects on estrogen receptor (ER) signaling. While the effects of bisphenol derivatives on ERα have been thoroughly evaluated, how these chemicals affect ERβ signaling is not well understood. Herein, we identified novel ERβ ligands by screening a chemical library of bisphenol derivatives. Many of the compounds identified showed intriguing dual activities as ERα agonists and ERβ antagonists. Docking simulations suggested that these compounds act as coactivator binding inhibitors (CBIs). Direct binding experiments using wild-type and mutated ERβ demonstrated the presence of a second ligand interaction position at the coactivator binding site in ERβ. Our study is the first to propose that bisphenol derivatives act as CBIs, presenting a critical view point for future ER signaling-based drug development.

Pancreatic β-cell mass is a critical determinant of insulin secretion. Severe endoplasmic reticulum (ER) stress causes β-cell apoptosis; however, the mechanisms of progression and suppression are not yet fully understood. Here, we report that the autocrine/paracrine function of insulin reduces ER stress-induced β-cell apoptosis. Insulin reduced the ER-stress inducer tunicamycin- and thapsigargin-induced cell viability loss due to apoptosis in INS-1 β-cells. Moreover, the effect of insulin was greater than that of insulin-like growth factor-1 at physiologically relevant concentrations. Insulin did not attenuate the ER stress-induced increase in unfolded protein response genes. ER stress did not induce cytochrome c release from mitochondria. Mitochondrial hyperpolarization was induced by ER stress and prevented by insulin. The protonophore/mitochondrial oxidative phosphorylation uncoupler, but not the antioxidants N-acetylcysteine and α-tocopherol, exhibited potential cytoprotection during ER stress. Both procaspase-12 and cleaved caspase-12 levels increased under ER stress. The caspase-12 inhibitor Z-ATAD-FMK decreased ER stress-induced apoptosis. Caspase-12 overexpression reduced cell viability, which was diminished in the presence of insulin. Insulin decreased caspase-12 levels at the post-translational stages. These results demonstrate that insulin protects against ER stress-induced β-cell apoptosis in this cell line. Furthermore, mitochondrial hyperpolarization and increased caspase-12 levels are involved in ER stress-induced and insulin-suppressed β-cell apoptosis.