Cell. 2010 Jul 23;142(2):296-308.





Insulin Signaling in Osteoblasts Integrates Bone Remodeling and Energy Metabolism.


Ferron M, Wei J, Yoshizawa T, Del Fattore A, Depinho RA, Teti A, Ducy P, Karsenty G.





Department of Genetics and Development, College of Physicians and Surgeons, Columbia University, New York, NY 10032, USA.





Abstract


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 acidic 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 activate a hormone, osteocalcin, that promotes glucose metabolism. Copyright ? 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.








成骨细胞的胰岛素信号传导整合骨重建和能量代谢


胰岛素受体广泛地表达提示了胰岛素的功能谱还没有被完全描述。成骨细胞是一种表达胰岛素受体的细胞类型，一种通过一种叫做骨钙素的激素进行葡萄糖代谢的特化骨细胞。当骨钙素去羧基时被活化。在这里，我们显示在成骨细胞胰岛素信号是整个人体糖稳定必需的，因为它增加骨钙素的活性。为了实现这一功能，成骨细胞的胰岛素信号利用破骨细胞的骨质吸收来进行调控。事实上，骨质吸收所需要的pH值足以使蛋白质去羧基，成骨细胞决定了骨钙素（骨钙蛋白-译者注）的羧基化状态和功能。相应的，成骨细胞中升高或降低的胰岛素信号促使或阻碍了小鼠和人骨吸收依赖的葡萄糖代谢。所以，在一个负反馈的循环中，成骨细胞的胰岛素信号激活了一种促进糖代谢的激素，骨钙素。

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