Induction transcriptionnelle du gène de la glucokinase par l'insuline dans des cellules hépatiques cultivées et sa répression par le système glucagon-cAMP

Des cultures primaires d'hépatocytes de rat ont été utilisées pour étudier la régulation de l'expression du gène de la glucokinase par l'insuline et le glucagon. L'insuline ajoutée en concentrations physiologiques au milieu de culture provoque une induction de novo de l'ARNm de la glucokinase. Le plateau induit est atteint 4 à 8 heures après l'ajout d'insuline, et le niveau d'ARNm reste élevé tant que l'insuline est présente. La comparaison des puissances de l'insuline, de la proinsuline et du facteur de croissance analogue à l'insuline I dans ce système indique que l'induction par l'insuline est médiée par le récepteur de l'insuline. L'ampleur de l'effet de l'insuline est indépendante de la concentration de glucose extracellulaire. Des tests de transcription par run-on avec des noyaux isolés montrent que l'accumulation de l'ARNm dépend principalement d'une stimulation spécifique de la transcription du gène de la glucokinase. Le glucagon ajouté aux hépatocytes en même temps qu'une concentration supramaximale d'insuline empêche l'induction de l'ARNm de la glucokinase de manière dépendante de la dose. L'effet inhibiteur du glucagon est imité par 8-(4-chlorophénylthio)-cAMP. L'effet de cet agent a également été testé dans des hépatocytes d'abord induits pour une transcription maximale du gène de la glucokinase par une culture avec de l'insuline seule pendant 12 heures. L'activité transcriptionnelle du gène, mesurée par l'essai run-on, a été complètement éteinte dans les 30 minutes suivant l'ajout du nucleotide cyclique. Dans ces conditions, l'ARNm de la glucokinase se dégrade rapidement, avec une demi-vie apparente de 45 minutes. Le taux de dégradation de l'ARNm était également rapide après le retrait de l'insuline des cellules induites. Ainsi, un mécanisme de répression médié par le cAMP est un aspect clé dans la régulation de la transcription du gène de la glucokinase dans l'hépatocyte. L'insuline peut agir en levant la répression du gène.