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Characterizing ghrelin’s role in dysregulating GLP-1-mediated function and promoting the development of alcohol-associated liver disease - 04/02/26

Doi : 10.1016/j.biopha.2025.118924 
Sundararajan Mahalingam a, b, 1, Ramesh Bellamkonda a, b, 1, Kusum K. Kharbanda a, b, c, 1, Ojeshvi Ethiraj b, Nagasundaram Nagarajan d, Chittibabu Guda d, Kanika Sharma e, Micah B. Schott b, Carol A. Casey a, b, c, Lorenzo Leggio f, g, h, i, Karuna Rasineni a, b, c,
a Research Service, Veterans Affairs Nebraska-Western Iowa Health Care System, Omaha, NE, USA 
b Department of Biochemistry and Molecular Biology, University of Nebraska Medical Center, Omaha, NE, USA 
c Department of Internal Medicine, University of Nebraska Medical Center, Omaha, NE, USA 
d Department of Genetics, Cell Biology & Anatomy, University of Nebraska Medical Center, Omaha, NE, USA 
e Mass Spectrometry Core, University of Nebraska Medical Center, Omaha, NE, USA 
f Clinical Psychoneuroendocrinology and Neuropsychopharmacology Section, Translational Addiction Medicine Branch, National Institute on Drug Abuse, Intramural Research Program and National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism, Division of Intramural Clinical and Biological Research, National Institutes of Health, Baltimore and Bethesda, MD, USA 
g Center for Alcohol and Addiction Studies, Department of Behavioral and Social Sciences, Brown University, Providence, RI, USA 
h Division of Addiction Medicine, Department of Medicine, School of Medicine, Johns Hopkins University, Baltimore, MD, USA 
i Department of Neuroscience, Georgetown University Medical Center, Washington DC, USA 

Correspondence to: Department of Biochemistry and Molecular Biology, University of Nebraska Medical Center, Nebraska Medical Center, DRC1, R6050, Omaha, NE 68198-5870, USA. Department of Biochemistry and Molecular Biology, University of Nebraska Medical Center, Nebraska Medical Center, DRC1, R6050 Omaha NE 68198-5870 USA

Abstract

This study investigated the complex interplay between two gut hormones, glucagon-like peptide-1 (GLP-1) and ghrelin and their role in the development of alcohol-associated liver disease (ALD). Previous studies conducted in our laboratory and others have shown that chronic alcohol exposure leads to increased serum ghrelin and GLP-1 levels. Paradoxically, despite increased GLP-1, insulin resistance and disrupted hepatic lipid metabolism was noted in chronic ethanol fed animals. These results suggested impaired GLP-1-mediated protective function in the presence of high ghrelin. Our recent studies also revealed that growth hormone secretagogue receptor (GHSR, which is the ghrelin receptor) knockout (GHSR-KO) rats fed ethanol were more insulin sensitive and were resistant to develop ALD despite reduced serum GLP-1 compared to ethanol-fed wildtypes. Based on these considerations, we hypothesized that alcohol-induced increases in ghrelin-GHSR interaction impairs GLP-1-mediated functions. We employed both in vivo and in vitro approaches, including chronic ethanol feeding of wild-type and GHSR-KO rats, ghrelin administration to chow-fed rats, GSHR and GLP-1 receptor (GLP-1R)-transfected hepatocytes, murine enteroendocrine GLUTag and HEK293T cells utilizing several techniques to test our hypothesis. Chronic ethanol feeding in wildtype rats increased GLP-1 and GLP-1R levels, while ethanol-fed GHSR-KO rats did not show this increase. Ghrelin promoted GHSR and GLP-1R interaction/dimerization, thereby reducing GLP-1 effects. Furthermore, in-silico molecular docking analysis identified specific amino acid residues in the transmembrane regions of both receptors that are predicted to mediate this interaction. Alcohol-induced increases in ghrelin modulate GLP-1-mediated functions through GHSR-GLP-1R interactions. Targeting this interaction could offer a potential therapeutic strategy for ALD.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Graphical Abstract




 : 

Chronic alcohol-induced increased ghrelin modulates GLP-1 function (insulin sensitivity and hepatic steatosis) by interfering with GLP-1R mediated signaling via GHSR-GLP-1R dimerization. Targeting GHSR/GLP-1R interaction offers potential therapy for alcohol-associated liver disease.


Chronic alcohol-induced increased ghrelin modulates GLP-1 function (insulin sensitivity and hepatic steatosis) by interfering with GLP-1R mediated signaling via GHSR-GLP-1R dimerization. Targeting GHSR/GLP-1R interaction offers potential therapy for alcohol-associated liver disease.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Highlights

Alcohol exposure impairs GLP-1 function despite increasing GLP-1/GLP-1R levels.
Alcohol-induced enhanced ghrelin inhibits GLP-1 activity via GHSR/GLP-1R interaction.
This interaction involves increased receptor co-localization and dimerization.
Targeting GHSR/GLP-1R may offer a new therapy alcohol-associated liver disease.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

List of abbreviations : ALD, BRET, Co-IP, DPP4, GFP, GLP-1, GLP-1R, GHSR, GPCR, GCG, LC-MS/MS, MASLD, MEM, PCSK1, PP, RFP, TG

Keywords : Alcohol-associated liver disease, Gut hormones, Ghrelin, Ghrelin receptor (GHSR) Glucagon-like peptide-1, G-protein coupled receptor, Receptor-receptor interactions


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