Insulin signaling in osteoblasts integrates bone remodeling and energy metabolism.
Insulin signaling in osteoblasts integrates bone remodeling and energy metabolism.
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DOI：
10.1016/j.cell.2010.06.003
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发表时间：
2010-07-23
期刊：
影响因子：
64.5
通讯作者：
Karsenty G
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ferron M;Wei J;Yoshizawa T;Del Fattore A;DePinho RA;Teti A;Ducy P;Karsenty G
胰岛素受体的广泛表达表明，胰岛素的功能谱还没有完全被描述。表达这种受体的一种细胞类型是成骨细胞，这是一种骨骼特异性细胞，通过一种激素骨钙素促进葡萄糖代谢，一旦去羧化，骨钙素就会变得活跃。我们在这里表明，成骨细胞中的胰岛素信号是全身葡萄糖稳态所必需的，因为它增加了骨钙素的活性。为了实现这一功能，成骨细胞中的胰岛素信号利用了成骨细胞对破骨细胞性骨吸收的调节。事实上，由于骨吸收发生在足以使蛋白质脱羧酸的pH值，破骨细胞决定了骨钙素的羧化状态和功能。因此，在小鼠和人类中，增加或减少成骨细胞中的胰岛素信号以骨吸收依赖的方式促进或阻碍葡萄糖代谢。因此，在前馈循环中，胰岛素在成骨细胞中发出信号，激活一种促进葡萄糖新陈代谢的激素--骨钙素。
The broad expression of the insulin receptor suggests that the spectrum of insulin function has not been fully described. A cell type expressing this receptor is the osteoblast, a bone-specific cell favoring glucose metabolism through a hormone, osteocalcin, that becomes active once uncarboxylated. We show here that insulin signaling in osteoblasts is necessary for whole-body glucose homeostasis because it increases osteocalcin activity. To achieve this function insulin signaling in osteoblasts takes advantage of the regulation of osteoclastic bone resorption exerted by osteoblasts. Indeed, since bone resorption occurs at a pH acid enough to decarboxylate proteins, osteoclasts determine the carboxylation status and function of osteocalcin. Accordingly, increasing or decreasing insulin signaling in osteoblasts promotes or hampers glucose metabolism in a bone resorption-dependent manner in mice and humans. Hence, in a feed-forward loop, insulin signals in osteoblasts to activate a hormone, osteocalcin, that promotes glucose metabolism.
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