Transgene Mäuse, die das menschliche GLUT4/Muskel-Fett erleichternde Glukosetransporterprotein exprimieren, zeigen eine effiziente glykämische Kontrolle.

Um die physiologische Rolle des spezifischen GLUT4/Muskel-Fett erleichternden Glukosetransporters bei der Regulierung der Glukosehomöostase zu untersuchen, haben wir transgene Mäuse generiert, die hohe Mengen dieses Proteins in einem geeigneten gewebe-spezifischen Rahmen exprimieren. Die Untersuchung von zwei unabhängigen Gründerlinien zeigte, dass die hohe Expression von GLUT4-Protein zu einer merklichen Reduktion der Nüchternglukosespiegel (ca. 70 mg/dl) im Vergleich zu Wildtyp-Mäusen (ca. 130 mg/dl) führte. Überraschenderweise hatten die GLUT4-transgenen Mäuse 30 Minuten nach einer oralen Glukosebelastung nur einen leichten Anstieg der Plasmaspiegel (ca. 90 mg/dl), während Wildtyp-Mäuse einen typischen 2- bis 3-fachen Anstieg (ca. 250-300 mg/dl) zeigten. Parallel zu den Veränderungen im Plasma-Glukosegehalt lagen die Insulinspiegel in den transgenen Mäusen etwa 2-fach niedriger als bei den Wildtyp-Mäusen. Darüber hinaus wiesen isolierte Adipozyten aus den GLUT4-transgenen Mäusen eine erhöhte basale Glukoseaufnahme auf, und die subzelluläre Fraktionierung zeigte erhöhte Mengen des mit der Zelloberfläche assoziierten GLUT4-Proteins. Im Einklang mit diesen Ergebnissen wies die in situ immunzytochemische Lokalisierung des GLUT4-Proteins in Adipozyten und kardiomyozytären Zellen auf einen markanten Anstieg des mit der Plasmamembran assoziierten GLUT4-Proteins im basalen Zustand hin. Zusammenfassend zeigen diese Daten, dass eine erhöhte Expression des menschlichen GLUT4-Gens in vivo zu einem konstitutiv hohen Niveau der Zelloberflächen-GLUT4-Proteinexpression führt und eine effizientere metabolische Kontrolle über die Schwankungen der Plasmaspiegel von Glukose ermöglicht.