Background— Low plasma high-density lipoprotein (HDL) is associated with elevated cardiovascular risk and aspects of the metabolic syndrome. We hypothesized that HDL modulates glucose metabolism via elevation of plasma insulin and through activation of the key metabolic regulatory enzyme, AMP-activated protein kinase, in skeletal muscle. Methods and Results— Thirteen patients with type 2 diabetes mellitus received both intravenous reconstituted HDL (rHDL: 80 mg/kg over 4 hours) and placebo on separate days in a double-blind, placebo-controlled crossover study. A greater fall in plasma glucose from baseline occurred during rHDL than during placebo (at 4 hours rHDL=−2.6±0.4; placebo=−2.1±0.3mmol/L; P =0.018). rHDL increased plasma insulin (at 4 hours rHDL=3.4±10.0; placebo= −19.2±7.4 pmol/L; P =0.034) and also the homeostasis model assessment β-cell function index (at 4 hours rHDL=18.9±5.9; placebo=8.6±4.4%; P =0.025). Acetyl-CoA carboxylase β phosphorylation in skeletal muscle biopsies was increased by 1.7±0.3-fold after rHDL, indicating activation of the AMP-activated protein kinase pathway. Both HDL and apolipoprotein AI increased glucose uptake (by 177±12% and 144±18%, respectively; P <0.05 for both) in primary human skeletal muscle cell cultures established from patients with type 2 diabetes mellitus (n=5). The mechanism is demonstrated to include stimulation of the ATP-binding cassette transporter A1 with subsequent activation of the calcium/calmodulin-dependent protein kinase kinase and the AMP-activated protein kinase pathway. Conclusions— rHDL reduced plasma glucose in patients with type 2 diabetes mellitus by increasing plasma insulin and activating AMP-activated protein kinase in skeletal muscle. These findings suggest a role for HDL-raising therapies beyond atherosclerosis to address type 2 diabetes mellitus.

The AGER gene encodes for a number of RAGE isoforms, with the membrane bound signal transduction and decoy circulating soluble RAGE being the best characterised. Here we demonstrate a novel nuclear isoform of RAGE in mice and human kidney cortex which by cell and size fractionation we determined to be approximately 37kda. This nuclear RAGE isoform is functional and binds to DNA sequences within the upstream 5' promoter region of its own gene, AGER. This binding was shown to be abrogated by mutating the DNA consensus binding sequences during electromobility shift assay (EMSA) and was independent of NFκ-B or AP-1 binding. Cotransfection of expression constructs encoding various RAGE isoforms along with AGER gene promoter reporter-plasmids identified that the most likely source of the nuclear isoform of RAGE was a cleavage product of the nt-RAGE isoform. In obese mice with impaired kidney function, there was increased binding of nuclear RAGE within the A. Region of ager gene promoter with corresponding increases in membrane bound RAGE in renal cells. These findings were reproduced in vitro using proximal tubule cells. Hence, we postulate that RAGE expression is in part, self-regulated by the binding of a nuclear RAGE isoform to the promoter of the AGER gene (encoding RAGE) in the kidney. We also suggest that this RAGE self-regulation is altered under pathological conditions and this may have implications for chronic kidney disease.

The accumulation of advanced glycation end products is implicated in the development and progression of diabetic kidney disease. No study has examined whether stimulating advanced glycation clearance via receptor manipulation is reno-protective in diabetes. Podocytes, which are early contributors to diabetic kidney disease and could be a target for reno-protection. To examine the effects of increased podocyte oligosaccharyltransferase-48 on kidney function, glomerular sclerosis, tubulointerstitial fibrosis and proteome (PXD011434), we generated a mouse with increased oligosaccharyltransferase-48kDa subunit abundance in podocytes driven by the podocin promoter. Despite increased urinary clearance of advanced glycation end products, we observed a decline in renal function, significant glomerular damage including glomerulosclerosis, collagen IV deposition, glomerular basement membrane thickening and foot process effacement and tubulointerstitial fibrosis. Analysis of isolated glomeruli identified enrichment in proteins associated with collagen deposition, endoplasmic reticulum stress and oxidative stress. Ultra-resolution microscopy of podocytes revealed denudation of foot processes where there was co-localization of oligosaccharyltransferase-48kDa subunit and advanced glycation end-products. These studies indicate that increased podocyte expression of oligosaccharyltransferase-48kDa subunit results in glomerular endoplasmic reticulum stress and a decline in kidney function.

The accumulation of advanced glycation end products (AGEs) have been implicated in the development and progression of diabetic kidney disease (DKD). There has been interest in investigating the potential of AGE clearance receptors, such as oligosaccharyltransferase-48kDa subunit (OST48) to prevent the detrimental effects of excess AGE accumulation seen in the diabetic kidney. Here the objective of the study was to increase the expression of OST48 to examine if this slowed the development of DKD by facilitating the clearance of AGEs. Groups of 8-week-old heterozygous knock-in male mice (n=9-12/group) over-expressing the gene encoding for OST48, dolichyl-diphosphooligosaccharide-protein glycosyltransferase (DDOST+/-) and litter mate controls were randomised to either (i) no diabetes or (ii) diabetes induced via multiple low-dose streptozotocin and followed for 24 weeks. By the study end, global over expression of OST48 increased glomerular OST48. This facilitated greater renal excretion of AGEs but did not affect circulating or renal AGE concentrations. Diabetes resulted in kidney damage including lower glomerular filtration rate, albuminuria, glomerulosclerosis and tubulointerstitial fibrosis. In diabetic mice, tubulointerstitial fibrosis was further exacerbated by global increases in OST48. There was significantly insulin effectiveness, increased acute insulin secretion, fasting insulin concentrations and AUCinsulin observed during glucose tolerance testing in diabetic mice with global elevations in OST48 when compared to diabetic wild-type littermates. Overall, this study suggested that despite facilitating urinary-renal AGE clearance, there were no benefits observed on kidney functional and structural parameters in diabetes afforded by globally increasing OST48 expression. However, the improvements in insulin secretion seen in diabetic mice with global over-expression of OST48 and their dissociation from effects on kidney function warrant future investigation.