BACKGROUND Free fatty acid receptor 1 (FFAR1) is G-protein coupled receptor predominantly expressed in pancreatic β-cells that is activated by a variety of free fatty acids (FFAs). Once activated, it promotes glucose-stimulated insulin secretion (GSIS). However, increased levels of FFAs lead to lipotoxicity, inducing loss of β-cell function. FFAR1 plays a key role in the development of type 2 diabetes (T2D), and previous studies have indicated the importance of developing anti-diabetic therapies against FFAR1, although its role in the regulation of β-cell function remains unclear. The present study investigated the role of FFAR1 under lipotoxic conditions using palmitic acid (PA). The rat insulinoma 1 clone 832/13 (INS-1 832/13) cell line was used as a model as it physiologically resembles native pancreatic β-cells. Key players of the insulin signaling pathway, such as mTOR, Akt, IRS-1, and the insulin receptor (INSR1β), were selected as candidates to be analyzed under lipotoxic conditions. RESULTS We revealed that PA-induced lipotoxicity affected GSIS in INS-1 cells and negatively modulated the activity of both IRS-1 and Akt. Reduced phosphorylation of both IRS-1 S636/639 and Akt S473 was observed, in addition to decreased expression of both INSR1β and FFAR1. Moreover, transient knockdown of FFAR1 led to a reduction in IRS-1 mRNA expression and an increase in INSR1β mRNA. Finally, PA affected localization of FFAR1 from the cytoplasm to the perinucleus. CONCLUSIONS In conclusion, our study suggests a novel regulatory involvement of FFAR1 in crosstalk with mTOR-Akt and IRS-1 signaling in β-cells under lipotoxic conditions.

中文翻译：

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棕榈酸诱导的脂毒性促进胰腺β细胞中Akt-mTOR，IRS-1和FFAR1信号传导之间的新型相互作用。

背景技术游离脂肪酸受体1（FFAR1）是G蛋白偶联受体，主要在胰腺β细胞中表达，并被多种游离脂肪酸（FFA）激活。一旦激活，它就会促进葡萄糖刺激的胰岛素分泌（GSIS）。然而，增加的FFA含量会导致脂毒性，从而导致β细胞功能丧失。FFAR1在2型糖尿病（T2D）的发展中起着关键作用，并且先前的研究表明开发针对FFAR1的抗糖尿病疗法的重要性，尽管尚不清楚其在调节β细胞功能中的作用。本研究调查了棕榈酸（PA）在脂毒性条件下FFAR1的作用。大鼠胰岛素瘤1克隆832/13（INS-1 832/13）细胞系被用作模型，因为它在生理上类似于天然胰腺β细胞。选择胰岛素信号通路的关键参与者，例如mTOR，Akt，IRS-1和胰岛素受体（INSR1β），作为在脂毒性条件下进行分析的候选对象。结果我们发现PA诱导的脂毒性会影响INS-1细胞中的GSIS并负面调节IRS-1和Akt的活性。除了INSR1β和FFAR1的表达均降低外，IRS-1 S636 / 639和Akt S473的磷酸化均降低。此外，FFAR1的瞬时敲低导致IRS-1 mRNA表达的减少和INSR1βmRNA的增加。最后，PA影响了FFAR1从细胞质到核周的定位。结论总之，我们的研究表明在脂毒性条件下FFAR1与β细胞中的mTOR-Akt和IRS-1信号的串扰具有新型调控作用。选择IRS-1和胰岛素受体（INSR1β）作为在脂毒性条件下进行分析的候选药物。结果我们发现PA诱导的脂毒性会影响INS-1细胞中的GSIS并负面调节IRS-1和Akt的活性。除了INSR1β和FFAR1的表达均降低外，IRS-1 S636 / 639和Akt S473的磷酸化均降低。此外，FFAR1的瞬时敲低导致IRS-1 mRNA表达的减少和INSR1βmRNA的增加。最后，PA影响了FFAR1从细胞质到核周的定位。结论总之，我们的研究表明在脂毒性条件下FFAR1与β细胞中的mTOR-Akt和IRS-1信号的串扰具有新型调控作用。选择IRS-1和胰岛素受体（INSR1β）作为在脂毒性条件下进行分析的候选药物。结果我们发现PA诱导的脂毒性会影响INS-1细胞中的GSIS并负面调节IRS-1和Akt的活性。除了INSR1β和FFAR1的表达均降低外，IRS-1 S636 / 639和Akt S473的磷酸化均降低。此外，FFAR1的瞬时敲低导致IRS-1 mRNA表达的减少和INSR1βmRNA的增加。最后，PA影响了FFAR1从细胞质到核周的定位。结论总之，我们的研究表明在脂毒性条件下FFAR1与β细胞中的mTOR-Akt和IRS-1信号的串扰具有新型调控作用。选择在脂毒性条件下被分析的候选药物。结果我们发现PA诱导的脂毒性会影响INS-1细胞中的GSIS并负面调节IRS-1和Akt的活性。除了INSR1β和FFAR1的表达均降低外，IRS-1 S636 / 639和Akt S473的磷酸化均降低。此外，FFAR1的瞬时敲低导致IRS-1 mRNA表达的减少和INSR1βmRNA的增加。最后，PA影响了FFAR1从细胞质到核周的定位。结论总之，我们的研究表明在脂毒性条件下，FFAR1与β细胞中mTOR-Akt和IRS-1信号的串扰具有新型调控作用。选择在脂毒性条件下被分析的候选药物。结果我们发现PA诱导的脂毒性会影响INS-1细胞中的GSIS并负面调节IRS-1和Akt的活性。除了INSR1β和FFAR1的表达均降低外，IRS-1 S636 / 639和Akt S473的磷酸化均降低。此外，FFAR1的瞬时敲低导致IRS-1 mRNA表达的减少和INSR1βmRNA的增加。最后，PA影响了FFAR1从细胞质到核周的定位。结论总之，我们的研究表明在脂毒性条件下FFAR1与β细胞中的mTOR-Akt和IRS-1信号的串扰具有新型调控作用。结果我们发现PA诱导的脂毒性会影响INS-1细胞中的GSIS并负面调节IRS-1和Akt的活性。除了INSR1β和FFAR1的表达均降低外，IRS-1 S636 / 639和Akt S473的磷酸化均降低。此外，FFAR1的瞬时敲低导致IRS-1 mRNA表达的减少和INSR1βmRNA的增加。最后，PA影响了FFAR1从细胞质到核周的定位。结论总之，我们的研究表明在脂毒性条件下FFAR1与β细胞中的mTOR-Akt和IRS-1信号的串扰具有新型调控作用。结果我们发现PA诱导的脂毒性会影响INS-1细胞中的GSIS并负面调节IRS-1和Akt的活性。除了INSR1β和FFAR1的表达均降低外，IRS-1 S636 / 639和Akt S473的磷酸化均降低。此外，FFAR1的瞬时敲低导致IRS-1 mRNA表达的减少和INSR1βmRNA的增加。最后，PA影响了FFAR1从细胞质到核周的定位。结论总之，我们的研究表明在脂毒性条件下FFAR1与β细胞中的mTOR-Akt和IRS-1信号的串扰具有新型调控作用。瞬时敲低FFAR1导致IRS-1 mRNA表达减少和INSR1βmRNA增加。最后，PA影响了FFAR1从细胞质到核周的定位。结论总之，我们的研究表明在脂毒性条件下FFAR1与β细胞中的mTOR-Akt和IRS-1信号的串扰具有新型调控作用。瞬时敲低FFAR1导致IRS-1 mRNA表达减少和INSR1βmRNA增加。最后，PA影响了FFAR1从细胞质到核周的定位。结论总之，我们的研究表明在脂毒性条件下FFAR1与β细胞中的mTOR-Akt和IRS-1信号的串扰具有新型调控作用。