Inducible Deletion of UCP2 in Pancreatic β-Cells Enhances Insulin Secretion

In pancreatic β-cells, uncoupling protein 2 (UCP2) is thought to negatively regulate insulin secretion; however, its role is still debated, in part due to the confounding effects of long-term UCP2 deletion in current knockout mouse models. We have now generated an inducible β-cell-specific UCP2 deletion model by crossing loxUCP2 mice with those that express a Cre recombinase-estrogen receptor fusion protein driven by the mouse insulin promoter (MIPCreER). Because tamoxifen, which was used to induce UCP2 deletion, is an uncoupling agent, we initially determined whether tamoxifen affected glycemia. Initially, C57BL/6 control mice were injected intraperitoneally with tamoxifen or vehicle (corn oil [CO]) 3 times in 1 week, and the mice examined 2 weeks postinjection. Both groups of mice displayed similar glucose tolerance and in vivo and in vitro insulin secretion, suggesting no effects of tamoxifen on glucose homeostasis and β-cell function. MIPCreER×loxUCP2 male littermates were then injected with tamoxifen to induce β-cell-specific UCP2 deletion (ind.UCP2BKO) or with CO as described above. UCP2 deletion was confirmed by polymerase chain reaction (PCR) analysis of islets. There were no differences in fasting glucose, glucagon or insulin in ind.UCP2BKO mice and glucose (OGTT) and insulin tolerance tests revealed similar levels of glucose and insulin sensitivity. However, ind.UCP2BKO mice sustained significantly higher plasma insulin levels during an OGTT and isolated islets secreted more insulin in response to high glucose. Together, these results suggest that short-term deletion of β-cell UCP2 in adult mice leads to the direct enhancement of insulin secretion.

RésuméDans les cellules β pancréatiques, la protéine découplante 2 (UCP2) régulerait négativement l’insulinosécrétion. Cependant, son rôle est encore controversé, en partie en raison de l’effet de confusion de la délétion de l’UCP2 à long terme dans les modèles actuels de souris knock-out. Nous avons maintenant créé un modèle de délétion inductible de l’UCP2 spécifique des cellules β par le croisement de souris loxUCP2 avec ceux qui expriment une protéine de fusion entre la Cre recombinase et le récepteur des œstrogènes activée par le promoteur d’insuline de la souris (MIPCreER : mouse insulin promoter Cre estrogen receptor). Comme le tamoxifène, qui était utilisé pour induire la délétion de l’UCP2, est un agent découplant, nous avons initialement déterminé si le tamoxifène perturbait la glycémie. Initialement, les souris témoins C57BL/6 ont reçu des injections intrapéritonéales de tamoxifène ou du véhicule (huile de maïs [HM]) 3 fois au cours de 1 semaine, et les souris ont été examinées 2 semaines après l’injection. Les deux groupes de souris ont montré une tolérance au glucose et une insulinosécrétion in vivo et in vitro similaires, ne suggérant aucun effet du tamoxifène sur l’homéostasie du glucose et le fonctionnement des cellules β. Les mâles de la portée MIPCreER×loxUCP2 ont reçu une injection de tamoxifène pour induire la délétion de l’UCP2 spécifique des cellules β (ind.UCP2BKO) ou par l’HM comme décrit ci-dessus. La délétion de l’UCP2 a été confirmée par l’analyse PCR des îlots. Il n’y a eu aucune différence dans la glycémie à jeun, le glucagon ou l’insuline chez les souris ind.UCP2BKO et le glucose (TTGO : test de tolérance au glucose par voie orale), et les épreuves de tolérance à l’insuline ont révélé des concentrations similaires de glucose et de sensibilité à l’insuline. Cependant, les souris ind.UCP2BKO ont maintenu des concentrations plasmatiques d’insuline significativement plus élevées durant un TTGO, et les îlots isolés ont sécrété plus d’insuline en réponse au glucose élevé. Ensemble, ces résultats suggèrent que la délétion à court terme de l’UCP2 spécifique des cellules β chez les souris adultes mène à l’amélioration directe de l’insulinosécrétion.