Metabolomic discovery of biomarkers of type 2 diabetes (T2D) risk may reveal etiological pathways and help to identify individuals at risk for disease. We prospectively investigated the association between serum metabolites measured by targeted metabolomics and risk of T2D in the European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition (EPIC)-Potsdam (27,548 adults) among all incident cases of T2D (n = 800, mean follow-up 7 years) and a randomly drawn subcohort (n = 2,282). Flow injection analysis tandem mass spectrometry was used to quantify 163 metabolites, including acylcarnitines, amino acids, hexose, and phospholipids, in baseline serum samples. Serum hexose; phenylalanine; and diacyl-phosphatidylcholines C32:1, C36:1, C38:3, and C40:5 were independently associated with increased risk of T2D and serum glycine; sphingomyelin C16:1; acyl-alkyl-phosphatidylcholines C34:3, C40:6, C42:5, C44:4, and C44:5; and lysophosphatidylcholine C18:2 with decreased risk. Variance of the metabolites was largely explained by two metabolite factors with opposing risk associations (factor 1 relative risk in extreme quintiles 0.31 [95% CI 0.21–0.44], factor 2 3.82 [2.64–5.52]). The metabolites significantly improved T2D prediction compared with established risk factors. They were further linked to insulin sensitivity and secretion in the Tübingen Family study and were partly replicated in the independent KORA (Cooperative Health Research in the Region of Augsburg) cohort. The data indicate that metabolic alterations, including sugar metabolites, amino acids, and choline-containing phospholipids, are associated early on with a higher risk of T2D.

Activation of the transcription factor nuclear factor-κB (NF-κB) has been suggested to participate in chronic disorders, such as diabetes and its complications. In contrast to the short and transient activation of NF-κB in vitro, we observed a long-lasting sustained activation of NF-κB in the absence of decreased IκBα in mononuclear cells from patients with type 1 diabetes. This was associated with increased transcription of NF-κBp65. A comparable increase in NF-κBp65 antigen and mRNA was also observed in vascular endothelial cells of diabetic rats. As a mechanism, we propose that binding of ligands such as advanced glycosylation end products (AGEs), members of the S100 family, or amyloid-β peptide (Aβ) to the transmembrane receptor for AGE (RAGE) results in protein synthesis–dependent sustained activation of NF-κB both in vitro and in vivo. Infusion of AGE-albumin into mice bearing a β-globin reporter transgene under control of NF-κB also resulted in prolonged expression of the reporter transgene. In vitro studies showed that RAGE-expressing cells induced sustained translocation of NF-κB (p50/p65) from the cytoplasm into the nucleus for >1 week. Sustained NF-κB activation by ligands of RAGE was mediated by initial degradation of IκB proteins followed by new synthesis of NF-κBp65 mRNA and protein in the presence of newly synthesized IκBα and IκBβ. These data demonstrate that ligands of RAGE can induce sustained activation of NF-κB as a result of increased levels of de novo synthesized NF-κBp65 overriding endogenous negative feedback mechanisms and thus might contribute to the persistent NF-κB activation observed in hyperglycemia and possibly other chronic diseases.

Obesity has become a worldwide epidemic that poses substantial health problems for both individuals and society. However, a proportion of obese individuals might not be at an increased risk for metabolic complications of obesity and, therefore, their phenotype can be referred to as metabolically healthy obesity. This novel concept of metabolically healthy obesity might become increasingly important to stratify individuals in the clinical treatment of obesity. However, no universally accepted criteria exist to define metabolically healthy obesity. Furthermore, many questions have been raised regarding the biological basis of this phenotype, the transitory nature of metabolically healthy obesity over time, and predictors of this phenotype. We describe the observational studies that gave rise to the idea of metabolically healthy obesity and the key parameters that can help to distinguish it from the general form of obesity. We also discuss potential biological mechanisms underlying metabolically healthy obesity and its public health and clinical implications.

T-helper-1-cell cytokines tumour necrosis factor and interferon-γ are shown to drive tumour cells into senescence in a mouse model of β-cell carcinoma and human carcinoma cells. Well-defined cell-death mechanisms such as cytolysis and apoptosis are known to be involved in the destruction and clearance of cancer cells, yet how the immune system actually arrests cancer cell proliferation remains unclear. Using mice with Tag-induced cancers, in which T-helper-1 (TH1) cell immunity doubles the lifespan, Martin Röcken and colleagues demonstrate that adaptive immunity mediated by the TH1 cytokines interferon-γ and tumour necrosis factor (TNF) directly induces senescence in cancers. Interferon- and TNF-induced senescence protects even against endogenous cancers that develop through transgenic expression of an oncogene, suggesting that it may be of broad relevance for cancer control. Cancer control by adaptive immunity involves a number of defined death1,2,3,4,5,6,7,8 and clearance9,10,11 mechanisms. However, efficient inhibition of exponential cancer growth by T cells and interferon-γ (IFN-γ) requires additional undefined mechanisms that arrest cancer cell proliferation1,2,3,4,5,12,13. Here we show that the combined action of the T-helper-1-cell cytokines IFN-γ and tumour necrosis factor (TNF) directly induces permanent growth arrest in cancers. To safely separate senescence induced by tumour immunity from oncogene-induced senescence9,10,11,14,15,16,17, we used a mouse model in which the Simian virus 40 large T antigen (Tag) expressed under the control of the rat insulin promoter creates tumours by attenuating p53- and Rb-mediated cell cycle control18,19. When combined, IFN-γ and TNF drive Tag-expressing cancers into senescence by inducing permanent growth arrest in G1/G0, activation of p16INK4a (also known as CDKN2A), and downstream Rb hypophosphorylation at serine 795. This cytokine-induced senescence strictly requires STAT1 and TNFR1 (also known as TNFRSF1A) signalling in addition to p16INK4a. In vivo, Tag-specific T-helper 1 cells permanently arrest Tag-expressing cancers by inducing IFN-γ- and TNFR1-dependent senescence. Conversely, Tnfr1−/−Tag-expressing cancers resist cytokine-induced senescence and grow aggressively, even in TNFR1-expressing hosts. Finally, as IFN-γ and TNF induce senescence in numerous murine and human cancers, this may be a general mechanism for arresting cancer progression.

The alpha(2)-Heremans-Schmid glycoprotein (AHSG; fetuin-A in animals) impairs insulin signaling in vitro and in rodents. Whether AHSG is associated with insulin resistance in humans is under investigation. In an animal model of diet-induced obesity that is commonly associated with hepatic steatosis, an increase in Ahsg mRNA expression was observed in the liver. Therefore, we hypothesized that the AHSG plasma protein, which is exclusively secreted by the liver in humans, may not only be associated with insulin resistance but also with fat accumulation in the liver.Data from 106 healthy Caucasians without type 2 diabetes were included in cross-sectional analyses. A subgroup of 47 individuals had data from a longitudinal study. Insulin sensitivity was measured by a euglycemic-hyperinsulinemic clamp, and liver fat was determined by (1)H magnetic resonance spectroscopy.AHSG plasma levels, adjusted for age, sex, and percentage of body fat, were higher in subjects with impaired glucose tolerance compared with subjects with normal glucose tolerance (P = 0.006). AHSG plasma levels were negatively associated with insulin sensitivity (r = -0.22, P = 0.03) in cross-sectional analyses. Moreover, they were positively associated with liver fat (r = 0.27, P = 0.01). In longitudinal analyses, under weight loss, a decrease in liver fat was accompanied by a decrease in AHSG plasma concentrations. Furthermore, high AHSG levels at baseline predicted less increase in insulin sensitivity (P = 0.02).We found that high AHSG plasma levels are associated with insulin resistance in humans. Moreover, AHSG plasma levels are elevated in subjects with fat accumulation in the liver. This is consistent with a potential role of AHSG as a link between fatty liver and insulin resistance.

Abstract Objective : We investigated whether serum concentrations of adiponectin are determined by body fat distribution and compared the findings with leptin. Research Methods and Procedures : Serum concentrations of adiponectin and leptin were measured by radioimmunoassay ( n = 394) and analyzed for correlation with sex, age, and body fat distribution, i.e., waist‐to‐hip ratio, waist and hip circumference, and subcutaneous adipose tissue area of the lower leg as assessed by magnetic resonance imaging. Results : After adjusting for sex and percentage of body fat, adiponectin was negatively ( r = −0.17, p < 0.001) and leptin was positively ( r = 0.22, p < 0.001) correlated with waist‐to‐hip ratio. Leptin, but not adiponectin, correlated with both waist ( r = 0.49, p < 0.001) and hip circumference ( r = 0.46, p < 0.001). Furthermore, leptin, but not adiponectin, correlated with the proportion of subcutaneous fat of the lower leg cross‐sectional area ( r = 0.37, p < 0.001). Discussion : These data suggest that both adipocytokines are associated with central body fat distribution, and serum adiponectin concentrations are determined predominantly by the visceral fat compartment.

Brown adipose tissue (BAT) regulates energy homeostasis and fat mass in mammals and newborns and, most likely, in adult humans. Because BAT activity and BAT mass decline with age in humans, the impact of BAT on adiposity may decrease with aging. In the present study we addressed this hypothesis and further investigated the effect of age on the sex differences in BAT activity and BAT mass.Data from 260 subjects (98 with BAT and 162 study date-matched control subjects) who underwent (18)F-fluorodeoxyglucose positron emission tomography/computed tomography ((18)F-FDG PET/CT) under thermoneutral conditions were analyzed. BAT activity and BAT mass were determined in the upper body.BAT activity and BAT mass were higher in female (1.59 +/- 0.10 and 32 +/- 5 g vs. 1.02 +/- 0.10 and 18 +/- 4 g, both P < or = 0.0006) than in male subjects. In multivariate analyses, sex (P < 0.0001), age (P < 0.0001), and BMI (P = 0.0018) were associated independently with BAT activity. Interestingly, only in male subjects was there an interaction between BMI and age in determining BAT activity (P = 0.008) and BAT mass (P = 0.0002); BMI decreased with increasing BAT activity and BAT mass in the lowest age tertile (Spearman rank correlation coefficient r(s) = -0.38, P = 0.015 and r(s) = -0.37, P = 0.017, respectively), not in the higher age tertiles. Furthermore, BAT activity and mass differed between female and male subjects only in the upper two age tertiles (all P < or = 0.09).Our data corroborate that, in general, BAT activity and BAT mass are elevated in female subjects and in younger people. Importantly, we provide novel evidence that the impact of BAT activity and BAT mass on adiposity appears to decline with aging only in male subjects. Furthermore, while BAT activity and BAT mass only moderately decline with increasing age in female subjects, a much stronger effect is found in male subjects.

OBJECTIVE—The liver-secreted protein fetuin-A induces insulin resistance in animals, and circulating fetuin-A is elevated in insulin resistance and fatty liver in humans. We investigated whether plasma fetuin-A levels predict the incidence of type 2 diabetes in a large prospective, population-based study. RESEARCH DESIGN AND METHODS—A case-cohort study within the European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition (EPIC)-Potsdam study comprising 27,548 subjects was designed. We randomly selected a subcohort of 2,500 individuals of whom 2,164 were diabetes free at baseline and had anamnestic, anthropometrical, and metabolic data for analysis. Of the 849 incident diabetic case subjects identified in the full cohort during 7 years of follow-up, 703 remained for analyses after similar exclusions. RESULTS—Plasma fetuin-A levels were positively associated with diabetes risk after adjustment for age (relative risk [RR] for extreme quintiles 1.75 [95% CI 1.32–2.31]; RR for 10 μg/ml 1.04 [1.03–1.06]). The association remained significant after adjustment for sex, BMI, waist circumference, and lifestyle risk factors (RR for 10 μg/ml 1.03 [1.01–1.06]). Adjustment for glucose, triglycerides, HDL cholesterol, A1C, γ-glutamyltransferase, or high-sensitivity C-reactive protein or mutual adjustment for these biomarkers did not appreciably change this result (RR for 10 μg/ml full adjusted model 1.05 [1.02–1.07]). Furthermore, fetuin-A was associated with increased diabetes risk particularly in individuals with elevated plasma glucose. CONCLUSIONS—Our data suggest that fetuin-A is an independent risk factor of type 2 diabetes.

OBJECTIVE To investigate the efficacy and tolerability of empagliflozin as an add-on to metformin therapy in patients with type 2 diabetes. RESEARCH DESIGN AND METHODS Patients with HbA1c levels of ≥7% to ≤ 10% (≥53 to ≤86 mmol/mol) while receiving metformin (≥1,500 mg/day) were randomized and treated with once-daily treatment with empagliflozin 10 mg (n = 217), empagliflozin 25 mg (n = 213), or placebo (n = 207) for 24 weeks. The primary end point was the change in HbA1c level from baseline at week 24. Key secondary end points were changes from baseline in weight and mean daily glucose (MDG) at week 24. RESULTS At week 24, adjusted mean (SE) changes from baseline in HbA1c were −0.13% (0.05)% (−1.4 [0.5] mmol/mol) with placebo, −0.70% (0.05)% (−7.7 [0.5] mmol/mol) with empagliflozin 10 mg, and −0.77% (0.05)% (−8.4 [0.5] mmol/mol) with empagliflozin 25 mg (both P &lt; 0.001). Empagliflozin significantly reduced MDG level and systolic and diastolic blood pressure (BP) versus placebo. Adjusted mean (SE) changes from baseline in weight were −0.45 kg (0.17 kg) with placebo, −2.08 kg (0.17 kg) with empagliflozin 10 mg, and −2.46 kg (0.17 kg) with empagliflozin 25 mg (both P &lt; 0.001). Adverse events (AEs) were similar across groups (placebo 58.7%; empagliflozin 49.5–57.1%). Confirmed hypoglycemic AEs were reported in 0.5%, 1.8%, and 1.4% of patients receiving placebo, empagliflozin 10 mg, and empagliflozin 25 mg, respectively. Events consistent with urinary tract infections were reported in 4.9%, 5.1%, and 5.6% of patients, and events consistent with genital infections were reported in 0%, 3.7%, and 4.7% of patients, respectively. CONCLUSIONS Empagliflozin 10 and 25 mg for 24 weeks as add-on to metformin therapy significantly improved glycemic control, weight, and BP, and were well-tolerated.

OBJECTIVE To investigate the efficacy and tolerability of empagliflozin as add-on to metformin and sulfonylurea in patients with type 2 diabetes. RESEARCH DESIGN AND METHODS Patients inadequately controlled on metformin and sulfonylurea (HbA1c ≥7 to ≤10%) were randomized and treated with once-daily empagliflozin 10 mg (n = 225), empagliflozin 25 mg (n = 216), or placebo (n = 225) for 24 weeks. The primary end point was change from baseline in HbA1c at week 24. Key secondary end points were changes from baseline in weight and mean daily glucose (MDG) at week 24. RESULTS At week 24, adjusted mean (SE) changes from baseline in HbA1c were −0.17% (0.05) for placebo vs. −0.82% (0.05) and −0.77% (0.05) for empagliflozin 10 and 25 mg, respectively (both P &lt; 0.001). Empagliflozin significantly reduced MDG, weight, and systolic (but not diastolic) blood pressure versus placebo. Adverse events were reported in 62.7, 67.9, and 64.1% of patients on placebo and empagliflozin 10 and 25 mg, respectively. Events consistent with urinary tract infection were reported in 8.0, 10.3, and 8.3% of patients on placebo and empagliflozin 10 and 25 mg, respectively (females: 13.3, 18.0, and 17.5%, respectively; males: 2.7, 2.7, and 0%, respectively). Events consistent with genital infection were reported in 0.9, 2.7, and 2.3% of patients on placebo and empagliflozin 10 and 25 mg, respectively (females: 0.9, 4.5, and 3.9%, respectively; males: 0.9% in each group). CONCLUSIONS Empagliflozin 10 and 25 mg for 24 weeks as add-on to metformin plus sulfonylurea improved glycemic control, weight, and systolic blood pressure and were well tolerated.