Investigation of the immunometabolic roles of IRF5, IRF7, and FOXO1 transcription factors in macrophages and adipocytes in obesity and type-2 diabetes

انتشار مرض السكري من النوع 2 (T2D) في السكان الكويتيين البالغين والمراهقين مرتفع للغاية وتتطلب الأولويات الصحية الوطنية العثور على أهداف للسيطرة الفعالة على المرض. يعد بحث مسارات الجزيئية مجالًا حديثًا ونهجًا واعدًا لتحديد علامات حيوية جديدة أو أهداف علاجية فعالة. الالتهاب المنخفض المزمن الذي يحدث نتيجة السمنة المعروف بالميتافلامة يلعب دورًا حاسمًا في تعزيز مقاومة الأنسولين وتسبب T2D. في هذا السياق، تم توضيح أدوار متنوعة لعوامل النسخ مثل IRF5 و IRF7 و FOXO1 بشكل جيد في سياق الاستجابة المناعية التكيفية/المتكيفة، ورد الفعل على الضرر في الحمض النووي، والبروتينات المفعلة بالبرمة؛ ومع ذلك، دوراتهم في الميتافلامة بما في ذلك الالتهاب البنكرياسي ومقاومة الأنسولين لا يزال غير واضح. هنا، نسعى لدراسة الآليات الجزيئية التي تنظم تعبير ونشاط IRF5 و IRF7 و FOXO1 في الخلايا العملاقة والخلايا الدهنية في السمنة/T2D وفهم كيفية تسببهم في فقدان التوازن المناعي الأيضي على مستوى الخلية والكائن. بياناتنا الأولية تدعم دورًا كهذا لـ IRF5 الذي نفترض أنه يتجاوز ليشمل IRF7 و FOXO1 أيضًا. في البداية، سنقيم التعبير/الأنشطة، والمنظمات العليا ل IRF5/7 و FOXO1، في الكريات البيض والخلايا العملاقة والخلايا الدهنية من 57 فردًا بدينًا، 40 شخصًا بوزن زائد، و19 فردًا نحيفًا مع أو بدون T2D. بعد ذلك، سيتم دراسة التعبير وتغييرات النشاط بعد فقدان أو فرط تعبير IRF5، IRF7 و FOXO1 في vitro باستخدام خطوط الخلايا 3T3L1 و RAW264.7 بالإضافة إلى خطوط الخلايا البشرية للخلايا الدهنية والخلايا العملاقة. سيتم قياس مقاومة الأنسولين باستخدام تجارب امتصاص الجلوكوز. سيتم تحديد الأهداف الجينية في الكريات البيض والخلايا الدهنية باستخدام RNA-Seq، وسيتم تحليل البروتينات المرشحة بواسطة MALDI-TOF وسيتم تأكيد البيانات بواسطة qRT-PCR وتحليل Western blotting على التوالي. من المتوقع أن تحدد هذه الدراسات الدور المناعي الأيضي لهذه العوامل النسخية في مقاومة الأنسولين/T2D ولديها القدرة على تحديد علامات جديدة ذات أهمية تشخيصية أو أهداف ذات أهمية علاجية.

The prevalence of type-2 diabetes (T2D) in adult and adolescent Kuwaiti populations is alarmingly high and the national health priorities necessitate finding targets for effective disease control. The molecular pathway research is a cutting-edge domain and promising approach to identify novel biomarkers or therapeutic targets. Obesity-induced chronic low-grade inflammation called metaflammation is pivotal in inducing insulin resistance and causing T2D. To this effect, diverse roles of transcription factors such as IRF5, IRF7, and FOXO1 are well elucidated in the context of adaptive/innate immunity, DNA damage response, and apoptosis; however, their roles in metaflammation, including pancreatic islet inflammation and insulin resistance, are unclear. Herein, we seek to investigate the molecular mechanisms that regulate expression and activity of IRF5, IRF7, and FOXO1 in macrophages and adipocytes in obesity/T2D and to understand how they cause immunometabolic deregulation at the cellular and organismal level. Our preliminary data support such a role for IRF5 which we hypothesize goes beyond to include IRF7 and FOXO1 as well. Initially, we will assess expression/activities, and upstream regulators of IRF5/7 and FOXO1, in monocytes/macrophages and adipocytes from 57 obese, 40 overweight, and 19 lean individuals with or without T2D. Next, the expression and activity changes following loss or overexpression of IRF5, IRF7, and FOXO1 will be studied in vitro using 3T3L1 and RAW264.7 cell lines as well as human adipocyte and macrophage cell lines. Insulin resistance will be measured by glucose uptake assays. Gene targets in macrophages/adipocytes will be identified using RNA-Seq, candidate proteins will be analyzed by MALDI-TOF and data will be confirmed by qRT-PCR and Western blotting, respectively. These studies are expected to define the immunometabolic role of these transcription factors in insulin resistance/T2D and have the potential to identify novel markers of prognostic or therapeutic significance.