Metformin reduces macrophage HIF1α-dependent proinflammatory signaling to restore brown adipocyte function in vitro.

Brown adipose tissue Hypoxia-inducible factor-1α Inflammation Insulin resistance Metformin Obesity

Journal

Redox biology
ISSN: 2213-2317
Titre abrégé: Redox Biol
Pays: Netherlands
ID NLM: 101605639

Informations de publication

Date de publication:
19 Oct 2021
Historique:
received: 20 09 2021
revised: 13 10 2021
accepted: 15 10 2021
pubmed: 5 11 2021
medline: 5 11 2021
entrez: 4 11 2021
Statut: aheadofprint

Résumé

Therapeutic potential of metformin in obese/diabetic patients has been associated to its ability to combat insulin resistance. However, it remains largely unknown the signaling pathways involved and whether some cell types are particularly relevant for its beneficial effects. M1-activation of macrophages by bacterial lipopolysaccharide (LPS) promotes a paracrine activation of hypoxia-inducible factor-1α (HIF1α) in brown adipocytes which reduces insulin signaling and glucose uptake, as well as β-adrenergic sensitivity. Addition of metformin to M1-polarized macrophages blunted these signs of brown adipocyte dysfunction. At the molecular level, metformin inhibits an inflammatory program executed by HIF1α in macrophages by inducing its degradation through the inhibition of mitochondrial complex I activity, thereby reducing oxygen consumption in a reactive oxygen species (ROS)-independent manner. In obese mice, metformin reduced inflammatory features in brown adipose tissue (BAT) such as macrophage infiltration, proinflammatory signaling and gene expression, and restored the response to cold exposure. In conclusion, the impact of metformin on macrophages by suppressing a HIF1α-dependent proinflammatory program is likely responsible for a secondary beneficial effect on insulin-mediated glucose uptake and β-adrenergic responses in brown adipocytes.

Identifiants

pubmed: 34736121
pii: S2213-2317(21)00331-1
doi: 10.1016/j.redox.2021.102171
pmc: PMC8577482
pii:
doi:

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Journal Article

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eng

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Auteurs

Nuria Pescador (N)

Instituto de Investigaciones Biomédicas Alberto Sols (CSIC-UAM), Madrid, Spain; Centro de Investigación Biomédica en Red de Diabetes y Enfermedades Metabólicas Asociadas (CIBERdem), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, Spain. Electronic address: npescador@iib.uam.es.

Vera Francisco (V)

Instituto de Investigaciones Biomédicas Alberto Sols (CSIC-UAM), Madrid, Spain.

Patricia Vázquez (P)

Instituto de Investigaciones Biomédicas Alberto Sols (CSIC-UAM), Madrid, Spain; Centro de Investigación Biomédica en Red de Diabetes y Enfermedades Metabólicas Asociadas (CIBERdem), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, Spain.

Eva María Esquinas (EM)

Instituto de Investigaciones Biomédicas Alberto Sols (CSIC-UAM), Madrid, Spain.

Cristina González-Páramos (C)

Instituto de Investigaciones Biomédicas Alberto Sols (CSIC-UAM), Madrid, Spain; Departamento de Bioquímica. Facultad de Medicina. Universidad Autónoma de Madrid, Spain and Instituto de Investigación Sanitaria Hospital 12 de Octubre (imas12), Madrid, Spain; Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras (CIBERer), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, Spain.

M Pilar Valdecantos (MP)

Instituto de Investigaciones Biomédicas Alberto Sols (CSIC-UAM), Madrid, Spain; Centro de Investigación Biomédica en Red de Diabetes y Enfermedades Metabólicas Asociadas (CIBERdem), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, Spain.

Irma García-Martínez (I)

Instituto de Investigaciones Biomédicas Alberto Sols (CSIC-UAM), Madrid, Spain; Centro de Investigación Biomédica en Red de Diabetes y Enfermedades Metabólicas Asociadas (CIBERdem), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, Spain.

Andrés A Urrutia (AA)

Research Unit, Hospital de La Princesa, Instituto Investigación Sanitaria Princesa, Universidad Autónoma de Madrid, Spain.

Laura Ruiz (L)

Instituto de Investigaciones Biomédicas Alberto Sols (CSIC-UAM), Madrid, Spain; Centro de Investigación Biomédica en Red de Diabetes y Enfermedades Metabólicas Asociadas (CIBERdem), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, Spain.

Carmen Escalona-Garrido (C)

Instituto de Investigaciones Biomédicas Alberto Sols (CSIC-UAM), Madrid, Spain; Centro de Investigación Biomédica en Red de Diabetes y Enfermedades Metabólicas Asociadas (CIBERdem), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, Spain.

Marc Foretz (M)

Université de Paris, Institut Cochin, INSERM, CNRS, F-75014, Paris, France.

Benoit Viollet (B)

Université de Paris, Institut Cochin, INSERM, CNRS, F-75014, Paris, France.

Miguel Ángel Fernández-Moreno (MÁ)

Instituto de Investigaciones Biomédicas Alberto Sols (CSIC-UAM), Madrid, Spain; Departamento de Bioquímica. Facultad de Medicina. Universidad Autónoma de Madrid, Spain and Instituto de Investigación Sanitaria Hospital 12 de Octubre (imas12), Madrid, Spain; Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras (CIBERer), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, Spain.

Alfonso L Calle-Pascual (AL)

Centro de Investigación Biomédica en Red de Diabetes y Enfermedades Metabólicas Asociadas (CIBERdem), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, Spain; Departamento de Endocrinología y Nutrición, Hospital Clínico San Carlos, Instituto de Investigación Sanitaria Del Hospital Clínico San Carlos (IdISSC), Madrid, Spain; Facultad de Medicina, Universidad Complutense de Madrid, Madrid, Spain.

María Jesús Obregón (MJ)

Instituto de Investigaciones Biomédicas Alberto Sols (CSIC-UAM), Madrid, Spain.

Julián Aragonés (J)

Research Unit, Hospital de La Princesa, Instituto Investigación Sanitaria Princesa, Universidad Autónoma de Madrid, Spain; Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Cardiovasculares (CIBERcv), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, Spain.

Ángela M Valverde (ÁM)

Instituto de Investigaciones Biomédicas Alberto Sols (CSIC-UAM), Madrid, Spain; Centro de Investigación Biomédica en Red de Diabetes y Enfermedades Metabólicas Asociadas (CIBERdem), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, Spain. Electronic address: avalverde@iib.uam.es.

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