Increased glucose production and reduced hepatic glycogen storage contribute to metabolic abnormalities in diabetes. Irisin, a newly identified myokine, induces the browning of white adipose tissue, but its effects on gluconeogenesis and glycogenesis are unknown. In the present study, we investigated the effects and underlying mechanisms of irisin on gluconeogenesis and glycogenesis in hepatocytes with insulin resistance, and its therapeutic role in type 2 diabetic mice. Insulin resistance was induced by glucosamine (GlcN) or palmitate in human hepatocellular carcinoma (HepG2) cells and mouse primary hepatocytes. Type 2 diabetes was induced by streptozotocin/high-fat diet (STZ/HFD) in mice. In HepG2 cells, irisin ameliorated the GlcN-induced increases in glucose production, phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK) and glucose-6-phosphatase (G6Pase) expression, and glycogen synthase (GS) phosphorylation; it prevented GlcN-induced decreases in glycogen content and the phosphoinositide 3-kinase (PI3K) p110α subunit level, and the phosphorylation of Akt/protein kinase B, forkhead box transcription factor O1 (FOXO1) and glycogen synthase kinase-3 (GSK3). These effects of irisin were abolished by the inhibition of PI3K or Akt. The effects of irisin were confirmed in mouse primary hepatocytes with GlcN-induced insulin resistance and in human HepG2 cells with palmitate-induced insulin resistance. In diabetic mice, persistent subcutaneous perfusion of irisin improved the insulin sensitivity, reduced fasting blood glucose, increased GSK3 and Akt phosphorylation, glycogen content and irisin level, and suppressed GS phosphorylation and PEPCK and G6Pase expression in the liver. Irisin improves glucose homoeostasis by reducing gluconeogenesis via PI3K/Akt/FOXO1-mediated PEPCK and G6Pase down-regulation and increasing glycogenesis via PI3K/Akt/GSK3-mediated GS activation. Irisin may be regarded as a novel therapeutic strategy for insulin resistance and type 2 diabetes.

Inflammation is involved in pathogenesis of hypertension. NLRP3 inflammasome activation is a powerful mediator of inflammatory response via caspase-1 activation. The present study was designed to determine the roles and mechanisms of NLRP3 inflammasome in phenotypic modulation and proliferation of vascular smooth muscle cells (VSMCs) in hypertension. Experiments were conducted in spontaneously hypertensive rats (SHR) and primary aortic VSMCs. NLRP3 inflammasome activation was observed in the media of aorta in SHR and in the VSMCs from SHR. Knockdown of NLRP3 inhibited inflammasome activation, VSMC phenotypic transformation and proliferation in SHR-derived VSMCs. Increased NFκB activation, histone acetylation and histone acetyltransferase expression were observed in SHR-derived VSMCs and in media of aorta in SHR. Chromatin immunoprecipitation analysis revealed the increased histone acetylation, p65-NFκB and Pol II occupancy at the NLRP3 promoter in vivo and in vitro. Inhibition of NFκB with BAY11-7082 or inhibition of histone acetyltransferase with curcumin prevented the NLRP3 inflammasome activation, VSMC phenotype switching and proliferation in VSMCs from SHR. Moreover, curcumin repressed NFκB activation. Silencing of NLRP3 gene ameliorated hypertension, vascular remodeling, NLRP3 inflammasome activation and phenotype switching in the aorta of SHR. These results indicate that NLRP3 inflammasome activation response to histone acetylation and NFκB activation contributes to VSMC phenotype switching and proliferation and vascular remodeling in hypertension.

Calcium influx via the L-type voltage-gated Ca

Alcohol drinking and gut microbiota are related to hepatocellular carcinoma (HCC), but the specific relationship between them remains unclear. We aimed to establish the alcohol drinking-gut microbiota-liver axis and develop machine learning (ML) models in predicting the occurrence of early-stage HCC. Two hundred sixty-nine patients with early-stage HCC and 278 controls were recruited. Alcohol drinking-gut microbiota-liver axis was established through the mediation/moderation effect analyses. Eight ML algorithms including Classification and Regression Tree (CART), Gradient Boosting Machine (GBM), K-Nearest Neighbor (KNN), Logistic Regression (LR), Neural Network (NN), Random Forest (RF), Support Vector Machine (SVM), and eXtreme Gradient Boosting (XGBoost) were applied. A total of 160 pairs of individuals were included for analyses. The mediation effects of Genus_Catenibacterium (P = 0.024), Genus_Tyzzerella_4 (P < 0.001), and Species_Tyzzerella_4 (P = 0.020) were discovered. The moderation effects of Family_Enterococcaceae (OR = 0.741, 95%CI:0.160–0.760, P = 0.017), Family_Leuconostocaceae (OR = 0.793, 95%CI:0.486–3.593, P = 0.010), Genus_Enterococcus (OR = 0.744, 95%CI:0.161–0.753, P = 0.017), Genus_Erysipelatoclostridium (OR = 0.693, 95%CI:0.062–0.672, P = 0.032), Genus_Lactobacillus (OR = 0.655, 95%CI:0.098–0.749, P = 0.011), Species_Enterococcus_faecium (OR = 0.692, 95%CI:0.061–0.673, P = 0.013), and Species_Lactobacillus (OR = 0.653, 95%CI:0.086–0.765, P = 0.014) were uncovered. The predictive power of eight ML models was satisfactory (AUCs:0.855–0.932). The XGBoost model had the best predictive ability (AUC = 0.932). ML models based on the alcohol drinking-gut microbiota-liver axis are valuable in predicting the occurrence of early-stage HCC.

Asprosin, a newly discovered hormone, is linked to insulin resistance. This study shows the roles of asprosin in vascular smooth muscle cell (VSMC) proliferation, migration, oxidative stress, and neointima formation of vascular injury.