OBJECTIVE To characterize the phenotypic changes of adipose tissue macrophages (ATMs) under different conditions of insulin sensitivity. RESEARCH DESIGN AND METHODS The number and the expressions of marker genes for M1 and M2 macrophages from mouse epididymal fat tissue were analyzed using flow cytometry after the mice had been subjected to a high-fat diet (HFD) and pioglitazone treatment. RESULTS Most of the CD11c-positive M1 macrophages and the CD206-positive M2 macrophages in the epididymal fat tissue were clearly separated using flow cytometry. The M1 and M2 macrophages exhibited completely different gene expression patterns. Not only the numbers of M1 ATMs and the expression of M1 marker genes, such as tumor necrosis factor-α and monocyte chemoattractant protein-1, but also the M1-to-M2 ratio were increased by an HFD and decreased by subsequent pioglitazone treatment, suggesting the correlation with whole-body insulin sensitivity. We also found that the increased number of M2 ATMs after an HFD was associated with the upregulated expression of interleukin (IL)-10, an anti-inflammatory Th2 cytokine, in the adipocyte fraction as well as in adipose tissue. The systemic overexpression of IL-10 by an adenovirus vector increased the expression of M2 markers in adipose tissue. CONCLUSIONS M1 and M2 ATMs constitute different subsets of macrophages. Insulin resistance is associated with both the number of M1 macrophages and the M1-to-M2 ratio. The increased expression of IL-10 after an HFD might be involved in the increased recruitment of M2 macrophages.

Abstract

 In 1995, the Japan Diabetes Society (JDS) appointed the Committee for the Classification and Diagnosis of Diabetes Mellitus. The Committee presented a final report in May 1999 in Japanese. This is the English version with minor modifications for readers outside Japan.Concept of diabetes mellitus: Diabetes mellitus represents a group of diseases of heterogeneous etiology, characterized by chronic hyperglycemia and other metabolic abnormalities, which are due to deficiency of insulin effect. After a long duration of metabolic derangement, specific complications of diabetes (retinopathy, nephropathy, and neuropathy) may occur. Arteriosclerosis is also accelerated. Depending on the severity of the metabolic abnormality, diabetes may be asymptomatic, or may be associated with symptoms (thirst, polyuria, and weight loss), or may progress to ketoacidosis and coma.Classification (cf. Tables 1 and 2 and Fig. 1): Both etiological classification and staging of pathophysiology by the degree of deficiency of insulin effect need to be considered. The etiological classification of diabetes and related disorders of glycemia includes, (1) type 1; (2) type 2; (3) those due to specific mechanisms and diseases; and (4) gestational diabetes mellitus. Type 1 is characterized by destructive lesions of pancreatic β cells either by an autoimmune mechanism or of unknown cause. Type 2 diabetes is characterized by combinations of decreased insulin secretion and decreased insulin sensitivity (insulin resistance). Category (3) includes two subgroups; subgroup A is diabetes in which specific mutations have been identified as a cause of genetic susceptibility, while subgroup B is diabetes associated with other pathologic conditions or diseases. The staging of glucose metabolism includes normal, borderline and diabetic stages. The diabetic stage is further classified into three substages; non-insulin requiring, insulin-requiring for glycemic control, and insulin-dependent (ID) for survival. In each individual, these stages may vary according to the deterioration or the improvement of the metabolic state, either spontaneously or by treatment.Diagnosis (cf. Tables 3 and 4): The confirmation of chronic hyperglycemia is a prerequisite for the diagnosis of diabetes mellitus. The state of glycemia may be classified within three categories, diabetic type; borderline type; and normal type. Diabetic type is defined when fasting plasma glucose (FPG) is 7.0 mmol/l (126 mg/dl) or higher, and/or plasma glucose 2 h after 75 g glucose load (2hPG) is 11.1 mmol/l (200 mg/dl) or higher. A casual plasma glucose (PG) ≥11.1 mmol/l (200 mg/dl) also indicates diabetic type. Normal type is defined when FPG is below 6.1 mmol/l (110 mg/dl) and 2hPG below 7.8 mmol/l (140 mg/dl). Borderline type includes those who are neither diabetic nor normal types. These cutoff values are for venous PG measurements. The persistence of ‘diabetic type' in a subject indicates that he or she has diabetes. For children, a dose of 1.75 g/kg (maximum, 75 g) is used for oral glucose tolerance test (OGTT). The procedure for clinical diagnosis is as follows.

• 1Diabetes mellitus is diagnosed when hyperglycemia meeting the criteria for ‘diabetic type' is shown on two or more occasions examined on separate days.
• 2Diabetes can be diagnosed by a single PG test of ‘diabetic type' if one of the following three conditions co-exists, (1) typical symptoms of diabetes mellitus; (2) HbA_1c ≥6.5% by a standardized method; or (3) unequivocal diabetic retinopathy.
• 3If the above conditions ((1) or (2)) have been present in the past and well documented, the subject is diagnosed either to have diabetes or to be suspected of diabetes, even if the present level of glycemia does not reach that of ‘diabetic type'.
• 4If the diagnosis of diabetes cannot be established by these procedures, re-testing of PG is recommended after an appropriate interval.
• 5The physician should assess not only the presence or absence of diabetes, but also its etiology and glycemic stage, and the presence and absence of diabetic complications or associated conditions.

Epidemiological aspects and screening: In order to determine the prevalence of diabetes in a population, ‘diabetic type' may be regarded as ‘diabetes'. The use of 2hPG cutoff level of ≥11.1 mmol/l (200 mg/dl) is recommended. If this is difficult, the FPG cutoff level of ≥7.0 mmol/l (126 mg/dl) can be used, but is likely to lead to under-ascertainment. For screening, the most important point is not to overlook ‘diabetes'. In addition to parameters of hyperglycemia, clinical information such as family history, obesity etc., should be regarded as indications for further testing.Normal type and borderline type: Only FPG and 2hPG are adopted as cutoff values, but in clinical situations, it is recommended to measure PG also at 30 and 60 min during 75 g OGTT. Among people with normal type, those with 1hPG higher than 10.0 mmol/l (180 mg/dl) are at higher risk to develop diabetes than those with lower 1hPG. When OGTT is performed, the borderline type corresponds to the sum of impaired fasting glycemia (IFG) plus impaired glucose tolerance (IGT) according to the new WHO report. Subjects in this category are at higher risk of developing diabetes than those with ‘normal type'. Those with low insulinogenic index (the ratio of increment of plasma insulin to that of PG at 30 min during OGTT) are at particularly high risk to develop diabetes. Microvascular complications are rare but arteriosclerotic complications are fairly frequent in this category.Gestational diabetes mellitus (GDM): The current definition of GDM is ‘ any glucose intolerance developed or detected during pregnancy'. We adopt the proposal of the Japan Society of Gynecology and Obstetrics for the diagnosis of GDM (1984). GDM is defined when two or more values during a 75 g OGTT are higher than the following cutoff levels; FPG ≥5.5 mmol/l (100 mg/dl), 1hPG ≥10.0 mmol/l (180 mg/dl) and 2hPG ≥8.3 mmol/l (150 mg/dl). As a screening test, subjects with casual PG ≥5.5 mmol/l (100 mg/dl) are recommended for further testing. Patients who have had documented glucose intolerance before pregnancy, and who present as ‘diabetic type' should be under closer supervision than those who develop GDM during pregnancy for the first time.HbA_1c: There is a large overlap in the distribution of HbA_1c between groups with ‘normal type' and ‘borderline type' and mild ‘diabetic type'. Therefore, HbA_1c is not a suitable parameter to detect mild glucose intolerance. HbA_1c higher than 6.5% suggests diabetes, but HbA_1c below 6.5% alone should not be taken as evidence against the diagnosis of diabetes.Comparison with reports of American Diabetes Association (ADA) in 1997 and WHO in 1999: The present report is unique in the following points when compared with those of the ADA ‘Diabetes Care 20 (1997) 1183' and WHO ‘Report of a WHO Consultation (1999)'. (1) Diabetes due to specific mechanisms and diseases is divided into two subgroups; diabetes in which genetic susceptibility is clarified at the DNA level and diabetes associated with other diseases or conditions. (2) Cutoff PG levels are the same as those of ADA and WHO, but a term ‘type' is added to each glycemic category, because a single coding of ‘diabetic type' hyperglycemia does not define diabetes. Diabetes is diagnosed when ‘diabetic type' hyperglycemia is shown on two or more occasions. (3) A single ‘diabetic type' hyperglycemia is considered sufficient for the diagnosis of diabetes, if the patient has typical symptoms, HbA_1c ≥6.5%, or diabetic retinopathy. (4) OGTT is recommended for those with mild hyperglycemia, because FPG criteria alone would overlook many subjects with ‘diabetic type' in Japan. High 1hPG without elevation of FPG and 2hPG is also considered to be a risk factor for future diabetes. (5) Borderline type in the present report corresponds to the sum of IFG and IGT by WHO when OGTT is performed. (6) New criteria for GDM by OGTT are proposed.

Insulin receptor substrate-1 (IRS-1) is a major substrate of the insulin receptor and acts as a docking protein for Src homology 2 domain containing signaling molecules that mediate many of the pleiotropic actions of insulin. Insulin stimulation elicits serine/threonine phosphorylation of IRS-1, which produces a mobility shift on SDS-PAGE, followed by degradation of IRS-1 after prolonged stimulation. We investigated the molecular mechanisms and the functional consequences of these phenomena in 3T3-L1 adipocytes. PI 3-kinase inhibitors or rapamycin, but not the MEK inhibitor, blocked both the insulin-induced electrophoretic mobility shift and degradation of IRS-1. Adenovirus- mediated expression of a membrane-targeted form of the p110 subunit of phosphatidylinositol (PI) 3-kinase (p110CAAX) induced a mobility shift and degradation of IRS-1, both of which were inhibited by rapamycin. Lactacystin, a specific proteasome inhibitor, inhibited insulin-induced degradation of IRS-1 without any effect on its electrophoretic mobility. Inhibition of the mobility shift did not significantly affect tyrosine phosphorylation of IRS-1 or downstream insulin signaling. In contrast, blockade of IRS-1 degradation resulted in sustained activation of Akt, p70 S6 kinase, and mitogen-activated protein (MAP) kinase during prolonged insulin treatment. These results indicate that insulin-induced serine/threonine phosphorylation and degradation of IRS-1 are mediated by a rapamycin-sensitive pathway, which is downstream of PI 3-kinase and independent of ras/MAP kinase. The pathway leads to degradation of IRS-1 by the proteasome, which plays a major role in down-regulation of certain insulin actions during prolonged stimulation.

Introduction:This study aimed to validate the utility of the new histological classification proposed by the International Association for the Study of Lung Cancer (IASLC), American Thoracic Society (ATS), and European Respiratory Society (ERS) for identifying the prognostic subtypes of adenocarcinomas in Japanese patients; correlations between the classification and the presence of EGFR or KRAS mutation status were also investigated.Methods:We retrospectively reviewed 440 patients with lung adenocarcinoma, who underwent resection. The tumors were classified according to the IASLC/ATS/ERS classification. EGFR and KRAS mutations were detected using the established methods.Results:Five-year disease-free survival rates were: 100% for adenocarcinoma in situ (n = 20) and minimally invasive adenocarcinoma (n = 33), 93.8% for lepidic-predominant adenocarcinoma (n = 36), 88.8% for invasive mucinous adenocarcinoma (n = 10), 66.7% for papillary-predominant adenocarcinoma (n = 179), 69.7% for acinar-predominant adenocarcinoma (n = 61), 43.3% for solid-predominant adencoarcinoma (n = 78), and 0% for micropapillary-predominant adenocarcinoma (n = 19). Multivariate analysis revealed that the new classification was an independent predictor of disease-free survival. EGFR and KRAS mutations were detected in 90 cases (53.9%) and 21 cases (13.3%), respectively; EGFR mutations were significantly associated with adenocarcinoma in situ, minimally invasive adenocarcinoma, lepidic- and papillary-predominant adenocarcinoma, and KRAS mutations adenocarcinomas with mucinous tumor subtypes.Conclusions:We found that the IASLC/ATS/ERS classification identified prognostic histologic subtypes of lung adenocarcinomas among Japanese patients. Histologic subtyping and molecular testing for EGFR and KRAS mutations can help predict patient prognosis and select those who require adjuvant chemotherapy.

A fusion gene between echinoderm microtubule-associated protein-like 4 (EML4) and the anaplastic lymphoma kinase (ALK) has recently been identified in nonsmall-cell lung cancers (NSCLCs). We screened for EML4-ALK fusion genes and examined the clinicopathological and genetic characteristics of fusion-harboring NSCLC tumors.We examined 313 NSCLC samples from patients who underwent resection at our hospital between May 2001 and July 2005. We screened for the fusion genes using reverse-transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) assay and confirmed the results with direct sequencing. We also examined mutations in the epidermal growth factor receptor (EGFR), KRAS, and ERBB2 genes.Five EML4-ALK fusion genes were detected (four from 111 female samples and one from 202 male samples; 1.6% overall). All five genes were found in adenocarcinomas and accounted for 2.4% of the 211 adenocarcinoma samples. One EML4-ALK fusion was variant 1, and two were variant 3. In addition, we also found two new fusion variants. Patients with fusion-positive tumors were nonsmokers or light smokers. Among the 211 adenocarcinomas, mutations in EGFR, KRAS, and ERBB2 were detected in 105, 29, and 7 tumors, respectively. Interestingly, all of the fusion-positive NSCLCs had no mutations within these genes.EML4-ALK fusion genes were observed predominantly in adenocarcinomas, in female or nonsmoking populations. Additionally, the EML4-ALK fusions were mutually exclusive with mutations in the EGFR, KRAS, and ERBB2 genes.

Messages• Are neo-and adjuvant therapies beneficial in locally advanced NSCLC?• Additional adjuvant chemotherapy did not improve long-term outcomes.

Abstract The brain abundantly expresses adenosine receptors, which are involved in the regulation of neural activity, blood flow, and inflammation. In a previous study using our originally developed adenosine biosensor, we reported that hippocampal astrocytes release ATP upon water influx from the water channel AQP4, which is degraded extracellularly to increase adenosine (Yamashiro et al., 2017). On the other hand, the interaction between adenosine and dopamine is widely known, and when adenosine release from astrocytes is altered by inflammation or other factors, abnormal dopamine neurotransmission and related ataxia and psychiatric disorders may develop. In the present study, we examined pathological changes in adenosine or dopamine release in depressive-like behavior that develops as a symptom of cocaine withdrawal. The results showed that A 1 receptor inhibitors and AQP4 gene disruption suppressed depressive-like behavior. In the striatum, AQP4-dependent adenosine release inhibited dopamine release via A 1 receptors, and cocaine inhibited dopamine release by increasing this adenosine release. In contrast, in the medial frontal cortex, AQP4-dependently released adenosine enhanced dopamine release via A 1 receptors, and cocaine abolished this adenosine effect. Furthermore, adenosine action was restored in AQP4 knockout mice, suggesting that cocaine reduced A 1 receptor function via AQP4-dependent adenosine. In conclusion, astrocytes modulate dopaminergic neurotransmission through AQP4-mediated adenosine release, and this disruption leads to depression-like behavior.