Activated mononuclear cells appear to be important effector cells in autoimmune beta cell destruction leading to insulin-dependent (type 1) diabetes mellitus. Conditioned medium from activated mononuclear cells (from human blood) is cytotoxic to isolated rat and human islets of Langerhans. This cytotoxic activity was eliminated from crude cytokine preparations by adsorption with immobilized, purified antibody to interleukin-1 (IL-1). The islet-inhibitory activity and the IL-1 activity (determined by its comitogenic effect on thymocytes) were recovered by acid wash. Purified natural IL-1 and recombinant IL-1 derived from the predominant p I 7 form of human IL-1, consistently inhibited the insulin response. The p I 6 and p I 5 forms of natural IL-1 were ineffective. Natural and recombinant IL-1 exhibited similar dose responses in their islet-inhibitory effect and their thymocyte-stimulatory activity. Concentrations of IL-1 that inhibited islet activity were in the picomolar range. Hence, monocyte-derived p I 7 IL-1 may contribute to islet cell damage and therefore to the development of insulin-dependent diabetes mellitus.

Addition of highly purified human Interleukin-1 to the culture medium of isolated rat islets of Langerhans for 6 days led to 88% inhibition of glucose-induced insulin-release, reduction of islet contents of insulin and glucagon to 31% and 8% respectively, and disintegration of the islets. These effects were dose-dependent and reproducible when using three different Interleukin-1 preparations. Highly purified human Interleukin-2, Lymphotoxin, Leucocyte Migration Inhibitory Factor and Macrophage Migration Inhibitory Factor were ineffective. These findings suggest that Interleukin-1 may play an important role in the molecular mechanisms underlying autoimmune B-cell destruction leading to Type 1 (insulin-dependent) diabetes mellitus.

The vitamin D receptor (VDR) is expressed in human testis, and vitamin D (VD) has been suggested to affect survival and function of mature spermatozoa. Indeed, VDR knockout mice and VD deficient rats show decreased sperm counts and low fertility. However, the cellular response to VD is complex, since it is not solely dependent on VDR expression, but also on cellular uptake of circulating VD and presence and activity of VD metabolizing enzymes. Expression of VD metabolizing enzymes has not previously been investigated in human testis and male reproductive tract. Therefore, we performed a comprehensive analysis of the expression of VDR, VD activating (CYP2R1, CYP27A1, CYP27B1) and inactivating (CYP24A1) enzymes in the testis, epididymis, seminal vesicle (SV), prostate and spermatozoa. Tissue samples were obtained after orchiectomy (testis n = 13; epididymis n = 7), prostatectomy (prostate n = 5 and SVs n = 3) and semen samples obtained after ejaculation (n = 13). mRNA was detected with RT–PCR and expression of proteins was determined by immunohistochemistry. VDR and VD metabolizing enzymes were concomitantly expressed in round and elongated spermatids, vesicles within the caput epididymis, and glandular epithelium of cauda epididymis, SV and prostate. The expression pattern in ejaculated spermatozoa varied, although, concomitant expression of VDR, CYP2R1, CYP27B1 and CYP24A1 was observed in neck and midpiece in a subpopulation of mature spermatozoa. On the basis of the marked expression of VDR and the VD metabolizing enzymes in human testis, ejaculatory tract and mature spermatozoa, we suggest that VD is important for spermatogenesis and maturation of human spermatozoa.

Proinflammatory cytokines are implicated in pancreatic β-cell failure in type 1 and type 2 diabetes and are known to stimulate alternative RNA splicing and the expression of Nonsense-Mediated RNA Decay (NMD) components. Here, we investigate whether cytokines regulate NMD activity and identify transcript isoforms targeted in β-cells. A luciferase-based NMD reporter transiently expressed in rat INS1(832/13), human-derived EndoC-βH3 or dispersed human islet cells is used to examine the effect of proinflammatory cytokines (Cyt) on NMD activity. Gain- or loss-of function of two key NMD components UPF3B and UPF2 is used to reveal the effect of cytokines on cell viability and function. RNA-sequencing and siRNA-mediated silencing are deployed using standard techniques. Cyt attenuate NMD activity in insulin-producing cell lines and primary human β-cells. These effects are found to involve ER stress and are associated with downregulation of UPF3B. Increases or decreases in NMD activity achieved by UPF3B overexpression (OE) or UPF2 silencing, raises or lowers Cyt-induced cell death, respectively, in EndoC-βH3 cells, and are associated with decreased or increased insulin content, respectively. No effects of these manipulations are observed on glucose-stimulated insulin secretion. Transcriptomic analysis reveals that Cyt increase alternative splicing (AS)-induced exon skipping in the transcript isoforms, and this is potentiated by UPF2 silencing. Gene enrichment analysis identifies transcripts regulated by UPF2 silencing whose proteins are localized and/or functional in extracellular matrix (ECM) including the serine protease inhibitor SERPINA1/α-1-antitrypsin, whose silencing sensitises β-cells to Cyt cytotoxicity. Cytokines suppress NMD activity via UPR signalling, potentially serving as a protective response against Cyt-induced NMD component expression. Our findings highlight the central importance of RNA turnover in β-cell responses to inflammatory stress.