Die PTEN-Expression trägt zur Regulierung des Muskelproteinabbaus bei Diabetes bei

ZIEL: Bedingungen, die den Muskelproteolyse beschleunigen, sind häufig mit defekter Phosphatidylinositol 3-Kinase (PI3K)/Akt-Signalübertragung und reduziertem PI3K-generiertem Phosphatidylinositol 3,4,5-Triphosphat (PIP(3)) assoziiert. Wir bewerteten die Kontrolle der Muskelproteinsynthese und -abbau in Mausmodellen für Diabetes Typ 1 und 2, um festzustellen, ob Defekte neben den PI3K/Akt-Aktivitäten den Muskelmetabolismus beeinflussen. FORSCHUNGSENTWURF UND METHODEN: Wir bewerteten die Expression und Aktivität von PTEN, der Phosphatase, die PIP(3) in inaktive Phosphatidylinositol 4,5-Bisphosphat umwandelt, und untersuchten, wie PTEN das Muskelprotein in diabetischen Wildtyp-Mäusen und in Mäusen mit partiellem PTEN-Mangel (+/-) beeinflusst. ERGEBNISSE: Bei akut diabetischen Mäusen war die Muskel-PTEN-Expression verringert. Sie wurde durch chronischen Diabetes oder Insulinresistenz erhöht. In kultivierten C2C12-Myotuben führte die akute Suppression der PI3K-Aktivität zu einer verringerten PTEN-Expression, während Palmitinsäure PTEN in Myotuben in p38-abhängiger Weise erhöhte. Um zu untersuchen, ob PTEN den Muskelproteinstoffwechsel beeinflusst, untersuchten wir primäre Myotubenkulturen von Wildtyp- und PTEN(+/-) Mäusen. Die durch Serumentzug induzierte Proteolyse wurde in PTEN(+/-) Zellen unterdrückt. Darüber hinaus waren die Größen der Muskelzellen in PTEN(+/-) und Wildtyp-Mäusen ähnlich, aber der Anstieg der Muskelproteolyse, der durch akuten Diabetes verursacht wurde, wurde signifikant durch PTEN(+/-) unterdrückt. Diese antiproteolytische Antwort beinhaltete höhere PIP(3)- und p-Akt-Spiegel sowie eine Abnahme der durch Caspase-3 vermittelten Aktinniederschlagung und Aktivierung des Ubiquitin-Proteasomsystems, wie durch eine reduzierte Induktion von Atrogin-1/MAFbx oder MurF1 (muskel-spezifisches RING-Finger-Protein 1) angezeigt. SCHLUSSFOLGERUNGEN: Änderungen in der PTEN-Expression tragen zur Regulierung von Muskelproteolysewegen bei. Eine Verringerung von PTEN könnte ein kompensatorischer Mechanismus sein, um Muskelproteinverluste zu verhindern.