Aims/hypothesis: WNT1 inducible signaling pathway protein 1 (WISP1) is a novel adipokine inducing a pro-inflammatory response in macrophages in-vitro and shows upregulation in obesity. Preclinical observations suggested WISP1 as a potential candidate for novel obesity therapy mediating adipose tissue inflammation. Whether circulating levels of WISP1 in humans are altered in obesity and/or T2DM and in the postprandial state, however, is unknown. We aimed to assess circulating WISP1 levels a) in paired liquid meal test and euglycemic-hyperinsulinemic clamp (cohort I, n=26), b) in healthy individuals (cohort II, n=207) and c) in individuals with different stages of obesity and glucose tolerance (cohort III, n=253). We further examined whether WISP1 affects insulin signalling in hepatocytes and muscle cells in vitro. Methods: Circulating plasma and serum WISP1 concentrations were measured using commercially available assays (Human WISP-1/CCN4 DuoSet ELISA). For the in vitro experiments we incubated primary human skeletal muscle cells (hSkMCs) and murine AML12 hepatocytes with WISP1 and insulin and then analysed insulin signalling by western blotting. Results: WISP1 levels were not influenced by changes of insulin and/or glucose. In healthy individuals, WISP1 was detectable in 13% of plasma samples with the intraclass correlation coefficient of 0.93 (95% CI: 0.84-0.96) and in 58.1% of the serum samples in the cohort III. Circulating WISP1 correlated positively with body mass index, body fat percentage, triglyceride levels, hip circumference and fatty liver index. No differences in WISP1 levels between individuals with normal glucose tolerance, impaired glucose tolerance and type 2 diabetes were found. In hSkMCs) and murine AML12 hepatocytes recombinant WISP1 impaired insulin action by inhibiting phosphorylation of insulin receptor, Akt and its substrates and inhibited insulin-stimulated glycogen synthesis and suppression of gluconeogenic genes. Conclusions/interpretation: WISP1 is a recently identified adipokine, whose circulating concentrations are unaltered in type 2 diabetes but correlate significantly with lipid profiles and anthropometrical obesity markers. Furthermore WISP1 could intensify obesity-progress and adipocyte hypertrophy by enhancing anabolic insulin-action. In healthy individuals, WISP1 levels are more often below the detection limit pointing WISP1 as a possibly early diagnostic biomarker of obesity.
Hintergrund/Ziele: WNT1 inducible signaling pathway protein 1 (WISP1) wurde in jüngsten Studien als neuartiges Adipokin identifiziert, welches bei Makrophagen in vitro eine Entzündungsreaktion hervorruft und bei Menschen mit Adipositas assoziiert ist. Eine kürzlich veröffentlichte Studie zeigte auch erhöhte zirkulierende Konzentrationen des WISP1 bei Schwangeren mit Übergewicht und Gestationsdiabetes. Unklar blieb bislang, inwieweit auch Menschen mit Insulinresistenz, einem der zentralsten Pathomechanismen bei metabolischer Dysfunktion, erhöhte WISP1 Konzentrationen im Blut aufweisen. Derzeit lässt die Datenlage keine zuverlässigen Schlüsse hinsichtlich kurzfristiger hormoneller Effekte auf WISP1-Spiegel zu. Im Hinblick auf diese Fragestellung wurden systemische WISP1 Konzentrationen gemessen: 1) im Rahmen eines gepaarten Flüssignahrungstests und euglykämischen-hyperinsulinämischen Glukoseclamptests (Kohorte I, n=26) sowie 2) bei gesunden Probanden ohne Vorerkrankungen (Kohorte II, n=207) und 3) Probanden mit normaler und gestörter Glukosetoleranz (Kohorte III, n=253). . Im Rahmen weiterer in vitro Experimente sollte die Insulin-Signalkette in murinen Leberzellen und humanen Muskelzellen untersucht werden Methodik: Alle Proben wurden mit kommerziel verfügbaren Immunoassays (Human WISP-1/CCN4 DuoSet ELISA) ausgewertet. Für die In-vitro Experimente inkubierten wir primäre murinen Leberzellen und humanen Muskelzellen mit WISP1 und Insulin und maßen wichtige Aktivitätsmarker der Insulin-Signalkaskade mittels western blotting. Ergebnisse: In unseren Messungen konnte kein Effekt kurzfristiger Insulin- bzw. Glukosegabe auf die systemische WISP1 Konzentrationen beobachtet werden. Bei lediglich 13% aller Plasmaproben gesunder Probanden konnte eine Konzentration oberhalb des unteren Detektionslimits bei einem intraklassen-Korrelationskoeffizienten von 0,93 (95% Konfidenzintervall: 0,84-0,96) gemessen werden. Dagegen konnte in Kohorte III in bis zu 58,1% aller Serumproben eine messbare Konzentration detektiert werden. In der statistischen Auswertung wurden Korrelationen mit Body-Mass-Index, prozentualem Körperfett, Triglyzeridspiegeln, Hüftumfang sowie einem Fettleberindex beobachtet. Unterschiedliche WISP1-Konzentrationen hinsichtlich der Glukosetoleranz bei Probanden der Kohorte III konnten nicht nachgewiesen werden. In humanen Muskelzellen und murinen Leberzellen erniedrigte die ektope WISP1-Gabe die Insulin-Signaltransduktion durch Blockade der Phosphorylierung des Membranrezeptors, Akt und dessen Downstream-Targets und verringerte darüber hinaus eine Glyconsynthese und Gluconeogenese. Interpretation: WISP1 ist ein neuartiges Adipokin, welches in unseren Studien zwar keinen Zusammenhang mit Diabetes Typ 2, jedoch eine Assoziation mit Blutfettwerten und biometrischen Parametern aufweist. WISP1 unterstützt die Entstehung der Insulinresistenz und verhindert die Insulinwirkung an der insulin- abhängigen Geweben und könnte somit bei einem Progress von Fettleibigkeit und adipozytärer Hypertrophie einen relevanten Einfluss haben. Bei gesunden Probanden sind WISP1-Konzentrationen im Allgemeinen zu niedrig für eine klinische Bestimmung. Dies unterstreicht dessen Rolle als Krankheitsmarker und könnte hinsichtlich der Diagnostik in der Sekundärprävention von Nutzen sein.
