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Mutual regulation of metabolic processes and proinflammatory NF-?B signaling - 05/10/20

Doi : 10.1016/j.jaci.2020.07.027 
Michael Kracht, PhD a, Ulf Müller-Ladner, PhD b, M. Lienhard Schmitz, PhD c,
a Rudolf Buchheim-Institute of Pharmacology, Justus-Liebig-University, Giessen, Germany 
b Department of Rheumatology and Clinical Immunology, Justus-Liebig-University, Campus Kerckhoff, Bad Nauheim, Germany 
c Institute of Biochemistry, Justus-Liebig-University, Giessen, Germany 

Corresponding author: M. Lienhard Schmitz, PhD, Institute of Biochemistry, Justus-Liebig-University, Friedrichstrasse 24, 35392 Giessen, Germany.Institute of BiochemistryJustus-Liebig-UniversityFriedrichstrasse 24Giessen35392Germany

Abstract

The nuclear factor kappa B (NF-κB) signaling system, a key regulator of immunologic processes, also affects a plethora of metabolic changes associated with inflammation and the immune response. NF-κB–regulating signaling cascades, in concert with NF-κB–mediated transcriptional events, control the metabolism at several levels. NF-κB modulates apical components of metabolic processes including metabolic hormones such as insulin and glucagon, the cellular master switches 5' AMP-activated protein kinase and mTOR, and also numerous metabolic enzymes and their respective regulators. Vice versa, metabolic enzymes and their products also exert multilevel control of NF-κB activity, thereby creating a highly connected regulatory network. These insights have resulted in the identification of the noncanonical IκB kinase kinases IκB kinase ɛ and TBK1, which are upregulated by overnutrition, and may therefore be suitable potential therapeutic targets for metabolic syndromes. An inhibitor interfering with the activity of both kinases reduces obesity-related metabolic dysfunctions in mouse models and the encouraging results from a recent clinical trial indicate that targeting these NF-κB pathway components improves glucose homeostasis in a subset of patients with type 2 diabetes.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Key words : NF-κB, metabolism, cancer, inflammation

Abbreviations used : cAMP, Gln, GLUT, HFD, IKK, α-KG, mTORC, NEMO, NF-κB, PKM, TBK1, ULK1


Plan


 This work is supported by the following grants from the Deutsche Forschungsgemeinschaſt (German Research Foundation): KR1143/9-2 (KFO309, P3 to M.K.; project 284237345), TRR81/3 (A07 to M.L.S.; B02 to M.K.; project 183582903), SFB1213 (B03 to M.K. and M.L.S.; project 268555672), SFB1021 (C01 to M.L.S.; C02 to M.K.; Z03 to M.K.; project 197785619), and GRK 2573 (RP4 to M.L.S.; RP5 to M.K.; project 416910386). Work in the laboratories of M.K. is also supported by the Excellence Cluster Cardio-Pulmonary Institute (EXC 2026: CardioPulmonary Institute, project 390649896) and the DZL/UGMLC program. The work of U.M.-L. is supported by grants of the German Ministry of Education and Research of the research consortia Molekulare Charakterisierung der Remission von Arthritis (MASCARA), project TP1, and MESINFLAME, project TP3.
 Disclosure of potential conflict of interest: The authors declare that they have no relevant conflicts of interest.


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Vol 146 - N° 4

P. 694-705 - octobre 2020 Retour au numéro
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  • Obesity and asthma
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  • Regulating metabolic inflammation by nutritional modulation
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