SIRT6 is a member of a highly conserved family of NAD+-dependent deacetylases with various roles in metabolism, stress resistance, and life span. SIRT6-deficient mice develop normally but succumb to a lethal hypoglycemia early in life; however, the mechanism underlying this hypoglycemia remained unclear. Here, we demonstrate that SIRT6 functions as a histone H3K9 deacetylase to control the expression of multiple glycolytic genes. Specifically, SIRT6 appears to function as a corepressor of the transcription factor Hif1α, a critical regulator of nutrient stress responses. Consistent with this notion, SIRT6-deficient cells exhibit increased Hif1α activity and show increased glucose uptake with upregulation of glycolysis and diminished mitochondrial respiration. Our studies uncover a role for the chromatin factor SIRT6 as a master regulator of glucose homeostasis and may provide the basis for novel therapeutic approaches against metabolic diseases, such as diabetes and obesity.

The regulated phosphorylation of ribosomal protein (rp) S6 has attracted much attention since its discovery in 1974, yet its physiological role has remained obscure. To directly address this issue, we have established viable and fertile knock-in mice, whose rpS6 contains alanine substitutions at all five phosphorylatable serine residues (rpS6 P-/- ). Here we show that contrary to the widely accepted model, this mutation does not affect the translational control of TOP mRNAs. rpS6 P-/- mouse embryo fibroblasts (MEFs) display an increased rate of protein synthesis and accelerated cell division, and they are significantly smaller than rpS6 P+/+ MEFs. This small size reflects a growth defect, rather than a by-product of their faster cell division. Moreover, the size of rpS6 P-/- MEFs, unlike wild-type MEFs, is not further decreased upon rapamycin treatment, implying that the rpS6 is a critical downstream effector of mTOR in regulation of cell size. The small cell phenotype is not confined to embryonal cells, as it also selectively characterizes pancreatic β-cells in adult rpS6 P-/- mice. These mice suffer from diminished levels of pancreatic insulin, hypoinsulinemia, and impaired glucose tolerance.

The mechanisms that regulate pancreatic β cell mass are poorly understood. While autoimmune and pharmacological destruction of insulin-producing β cells is often irreversible, adult β cell mass does fluctuate in response to physiological cues including pregnancy and insulin resistance. This plasticity points to the possibility of harnessing the regenerative capacity of the β cell to treat diabetes. We developed a transgenic mouse model to study the dynamics of β cell regeneration from a diabetic state. Following doxycycline administration, transgenic mice expressed diphtheria toxin in β cells, resulting in apoptosis of 70%–80% of β cells, destruction of islet architecture, and diabetes. Withdrawal of doxycycline resulted in a spontaneous normalization of blood glucose levels and islet architecture and a significant regeneration of β cell mass with no apparent toxicity of transient hyperglycemia. Lineage tracing analysis indicated that enhanced proliferation of surviving β cells played the major role in regeneration. Surprisingly, treatment with Sirolimus and Tacrolimus, immunosuppressants used in the Edmonton protocol for human islet transplantation, inhibited β cell regeneration and prevented the normalization of glucose homeostasis. These results suggest that regenerative therapy for type 1 diabetes may be achieved if autoimmunity is halted using regeneration-compatible drugs.

Though a growing body of literature is addressing the possible longer-term cognitive effects of anesthetics, to date no study has delineated the normal trajectory of neural recovery due to anesthesia alone in older adults. We obtained resting state functional magnetic resonance imaging scans on 62 healthy human volunteers between ages forty and eighty before, during, and after sevoflurane (general) anesthesia, in the absence of surgery, as part of a larger study on cognitive function post-anesthesia. Resting state networks expression decreased consistently one hour after emergence from anesthesia. This corresponded to a global reduction in anticorrelated functional connectivity post-anesthesia, seen across individual regions-of-interest. Positively correlated functional connectivity remained constant across peri-anesthetic states. All measures returned to baseline 1 day later, with individual regions-of-interest essentially returning to their pre-anesthesia connectivity levels. These results define normal peri-anesthetic changes in resting state connectivity in healthy older adults.