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Activation of cardiac AMPK-FGF21 feed-forward loop in acute myocardial infarction: Role of adrenergic overdrive and lipolysis byproducts.
Scientific Reports ( IF 3.8 ) Pub Date : 2019-08-14 , DOI: 10.1038/s41598-019-48356-1 Hiroaki Sunaga 1 , Norimichi Koitabashi 1 , Tatsuya Iso 1 , Hiroki Matsui 2 , Masaru Obokata 1 , Ryo Kawakami 1 , Masami Murakami 3 , Tomoyuki Yokoyama 2 , Masahiko Kurabayashi 1
Scientific Reports ( IF 3.8 ) Pub Date : 2019-08-14 , DOI: 10.1038/s41598-019-48356-1 Hiroaki Sunaga 1 , Norimichi Koitabashi 1 , Tatsuya Iso 1 , Hiroki Matsui 2 , Masaru Obokata 1 , Ryo Kawakami 1 , Masami Murakami 3 , Tomoyuki Yokoyama 2 , Masahiko Kurabayashi 1
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Fibroblast growth factor 21 (FGF21) is a metabolic hormone having anti-oxidative and anti-hypertrophic effects. However, the regulation of FGF21 expression during acute myocardial infarction (AMI) remains unclear. We tested blood samples from 50 patients with AMI and 43 patients with stable angina pectoris (sAP) for FGF21, fatty acid binding protein 4 (FABP4), a protein secreted from adipocytes in response to adrenergic lipolytic signal, and total and individual fatty acids. Compared with sAP patients, AMI patients had higher serum FGF21 levels on admission, which were significantly correlated with peak FABP4 and saturated fatty acids (SFAs) but not with peak levels of cardiac troponin T. In mice, myocardial ischemia rapidly induced FGF21 production by the heart, which accompanied activation of AMP-activated protein kinase (AMPK)-dependent pathway. Like AICAR, an activator of AMPK, catecholamines (norepinephrine and isoproterenol) and SFAs (palmitate and stearate) significantly increased FGF21 production and release by cardiac myocytes via AMPK activation. Recombinant FGF21 induced its own expression as well as members of down-stream targets of AMPK involved in metabolic homeostasis and mitochondrial biogenesis in cardiac myocytes. These findings suggest that adrenergic overdrive and resultant adipose tissue lipolysis induce cardiac AMPK-FGF21 feed-forward loop that potentially provides cardioprotection against ischemic damage.
中文翻译：
急性心肌梗死中心脏AMPK-FGF21前馈环的激活：肾上腺素超速驾驶和脂解副产物的作用。
成纤维细胞生长因子21（FGF21）是一种具有抗氧化和抗肥大作用的代谢激素。但是，尚不清楚急性心肌梗死（AMI）期间FGF21表达的调控。我们测试了来自50例AMI患者和43例稳定型心绞痛（sAP）患者的血液样本中的FGF21，脂肪酸结合蛋白4（FABP4），响应肾上腺素能脂解信号从脂肪细胞分泌的蛋白质以及总和个别脂肪酸。与sAP患者相比，AMI患者入院时血清FGF21水平更高，这与峰值FABP4和饱和脂肪酸（SFA）显着相关，但与心肌肌钙蛋白T的峰值水平没有显着相关。心脏，伴随着AMP激活的蛋白激酶（AMPK）依赖性途径的激活。像AICAR一样，它是AMPK的激活剂，儿茶酚胺（去甲肾上腺素和异丙肾上腺素）和SFA（棕榈酸和硬脂酸）显着增加了FGF21的产生，并通过AMPK激活而被心肌细胞释放。重组FGF21诱导其自身表达以及参与心肌细胞代谢稳态和线粒体生物发生的AMPK下游靶标成员。这些发现表明，肾上腺素超速驾驶和由此产生的脂肪组织脂肪分解会诱导心脏AMPK-FGF21前馈环，从而潜在地提供针对缺血性损伤的心脏保护作用。重组FGF21诱导其自身表达以及参与心肌细胞代谢稳态和线粒体生物发生的AMPK下游靶标成员。这些发现表明，肾上腺素超速驾驶和由此产生的脂肪组织脂肪分解会诱导心脏AMPK-FGF21前馈环，从而潜在地提供针对缺血性损伤的心脏保护作用。重组FGF21诱导其自身表达以及参与心肌细胞代谢稳态和线粒体生物发生的AMPK下游靶标成员。这些发现表明，肾上腺素超速驾驶和由此产生的脂肪组织脂肪分解会诱导心脏AMPK-FGF21前馈环，从而潜在地提供针对缺血性损伤的心脏保护作用。
更新日期：2019-08-14
中文翻译：
急性心肌梗死中心脏AMPK-FGF21前馈环的激活：肾上腺素超速驾驶和脂解副产物的作用。
成纤维细胞生长因子21（FGF21）是一种具有抗氧化和抗肥大作用的代谢激素。但是，尚不清楚急性心肌梗死（AMI）期间FGF21表达的调控。我们测试了来自50例AMI患者和43例稳定型心绞痛（sAP）患者的血液样本中的FGF21，脂肪酸结合蛋白4（FABP4），响应肾上腺素能脂解信号从脂肪细胞分泌的蛋白质以及总和个别脂肪酸。与sAP患者相比，AMI患者入院时血清FGF21水平更高，这与峰值FABP4和饱和脂肪酸（SFA）显着相关，但与心肌肌钙蛋白T的峰值水平没有显着相关。心脏，伴随着AMP激活的蛋白激酶（AMPK）依赖性途径的激活。像AICAR一样，它是AMPK的激活剂，儿茶酚胺（去甲肾上腺素和异丙肾上腺素）和SFA（棕榈酸和硬脂酸）显着增加了FGF21的产生，并通过AMPK激活而被心肌细胞释放。重组FGF21诱导其自身表达以及参与心肌细胞代谢稳态和线粒体生物发生的AMPK下游靶标成员。这些发现表明，肾上腺素超速驾驶和由此产生的脂肪组织脂肪分解会诱导心脏AMPK-FGF21前馈环，从而潜在地提供针对缺血性损伤的心脏保护作用。重组FGF21诱导其自身表达以及参与心肌细胞代谢稳态和线粒体生物发生的AMPK下游靶标成员。这些发现表明，肾上腺素超速驾驶和由此产生的脂肪组织脂肪分解会诱导心脏AMPK-FGF21前馈环，从而潜在地提供针对缺血性损伤的心脏保护作用。重组FGF21诱导其自身表达以及参与心肌细胞代谢稳态和线粒体生物发生的AMPK下游靶标成员。这些发现表明，肾上腺素超速驾驶和由此产生的脂肪组织脂肪分解会诱导心脏AMPK-FGF21前馈环，从而潜在地提供针对缺血性损伤的心脏保护作用。
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