Skeletal muscle is a major regulator of glycemic control at rest and glucose utilization increases drastically during exercise. Sustaining a high glucose utilization via glycolysis requires efficient replenishment of NAD+ in the cytosol. Apoptosis-inducing mitochondrion-associated factor 2 (AIFM2) has previously been shown to be a NADH oxidoreductase domain-containing flavoprotein to promote glycolysis for diet and cold-induced thermogenesis. Here, we find that AIFM2 is selectively and highly induced in glycolytic extensor digitorum longus (EDL) muscle during exercise. Overexpression of AIFM2 in myotubes is sufficient to elevate the NAD+/NADH ratio, increasing the glycolytic rate. Thus, overexpression of AIFM2 in skeletal muscle greatly increases exercise capacity, with increased glucose utilization. Conversely, muscle-specific Aifm2 depletion via in vivo transfection of hairpins against Aifm2 or tamoxifen-inducible haploinsufficiency of Aifm2 in muscles decreases exercise capacity and glucose utilization in mice. Moreover, muscle-specific introduction of NDE1, SaccharomycesAifm2 cerevisiae external NADH dehydrogenase, NDE, ameliorates impairment in glucose utilization and exercise intolerance of the muscle-specific Aifm2 haploinsufficient mice. Together, we show a novel role for AIFM2 as a critical metabolic regulator for efficient utilization of glucose in glycolytic EDL muscles.

中文翻译：

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通过促进葡萄糖利用，高强度有氧运动需要 AIFM2

骨骼肌是休息时血糖控制的主要调节剂，运动期间葡萄糖利用率急剧增加。通过糖酵解维持高葡萄糖利用率需要有效补充胞质溶胶中的 NAD+。细胞凋亡诱导线粒体相关因子 2 (AIFM2) 先前已被证明是一种含有 NADH 氧化还原酶结构域的黄素蛋白，可促进饮食的糖酵解和冷诱导的产热。在这里，我们发现 AIFM2 在运动过程中在糖酵解趾长伸肌 (EDL) 肌肉中被选择性和高度诱导。AIFM2 在肌管中的过表达足以提高 NAD+/NADH 比率，增加糖酵解速率。因此，骨骼肌中 AIFM2 的过表达大大增加了运动能力，同时增加了葡萄糖的利用。反过来，通过体内转染针对 Aifm2 的发夹或他莫昔芬诱导的肌肉中 Aifm2 的单倍体不足来消耗肌肉特异性 Aifm2 会降低小鼠的运动能力和葡萄糖利用。此外，肌肉特异性引入 NDE1、SaccharomycesAifm2 cerevisiae 外部 NADH 脱氢酶 NDE 可改善肌肉特异性 Aifm2 单倍体不足小鼠的葡萄糖利用障碍和运动不耐受。总之，我们展示了 AIFM2 作为糖酵解 EDL 肌肉中有效利用葡萄糖的关键代谢调节剂的新作用。NDE 可改善肌肉特异性 Aifm2 单倍体不足小鼠的葡萄糖利用障碍和运动不耐受。总之，我们展示了 AIFM2 作为糖酵解 EDL 肌肉中有效利用葡萄糖的关键代谢调节剂的新作用。NDE 可改善肌肉特异性 Aifm2 单倍体不足小鼠的葡萄糖利用障碍和运动不耐受。总之，我们展示了 AIFM2 作为糖酵解 EDL 肌肉中有效利用葡萄糖的关键代谢调节剂的新作用。