Distribution of monocarboxylate transporters MCT1–MCT8 in rat tissues and human skeletal muscle

摘要

In the past decade, a family of monocarboxylate transporters (MCTs) have been identified that can potentially transport lactate, pyruvate, ketone bodies, and branched-chain ketoacids. Currently, 14 such MCTs are known. However, many orphan transporters exist that have transport capacities that remain to be determined. In addition, the tissue distribution of many of these MCTs is not well defined. Such a cataloging can, at times, begin to suggest the metabolic role of a particular MCT. Recently, a number of antibodies against selected MCTs (MCT1, -2, -4, and -5 to -8) have become commercially available. Therefore, we examined the protein expression of these MCTs in a large number of rat tissues (heart, skeletal muscle, skin, brain, testes, vas deferens, adipose tissue, liver, kidney, spleen, and pancreas), as well as in human skeletal muscle. Unexpectedly, many tissues coexpressed 4–5 MCTs. In particular, in rat skeletal muscle MCT1, MCT2, MCT4, MCT5, and MCT6 were observed. In human muscle, these same MCTs were present. We also observed a pronounced MCT7 signal in human muscle, whereas a very faint signal occurred for MCT8. In rat heart, which is an important metabolic sink for lactate, we confirmed that MCT1 and -2 were expressed. In addition, MCT6 and -8 were also prominently expressed in this tissue, although it is known that MCT8 does not transport aromatic amino acids or lactate. This catalog of MCTs in skeletal muscle and other tissues has revealed an unexpected complexity of coexpression, which makes it difficult to associate changes in monocarboxylate transport with the expression of a particular MCT. The differences in transport kinetics for lactate and pyruvate are only known for MCT1, -2 and -4. Transport kinetics remain to be established for many other MCTs. In conclusion, this study suggests that in skeletal muscle, as well as other tissues, lactate and pyruvate transport rates may not only involve MCT1 and -4, as other monocarboxylate transporters are also expressed in rat (MCT2, -5, -6) and human skeletal muscle (MCT2, -5, -6, -7).Key words: muscle, lactate, pyruvate, human, rat.Au cours de la dernière décennie, des chercheurs ont identifié une famille de transporteurs de monocarboxylates (MCTs) acheminant du lactate, du pyruvate, des corps cétoniques et des acides cétoniques à chaîne ramifiée. Jusqu'à ce jour, 14 MCTs ont été identifiés. Cependant, plusieurs sont des transporteurs-orphelins dont les capacités de transport ne sont pas établies. En outre, la répartition tissulaire de plusieurs MCTs est indéterminée. L'effet de ce catalogage nous indique que certains MCTs jouent un rôle métabolique. Récemment, on a vu apparaître sur le marché une sélection d'anticorps de MCTs (MCT1, -2, -4, -5–-8). Nous avons donc analysé l'expression des protéines de ces MCTs dans divers tissus du rat (cœur, muscle squelettique, peau, cerveau, testicule, canal déférent, tissu adipeux, foie, rein, rate et pancréas) et dans le muscle squelettique humain. Contre toute attente, plusieurs tissus coexpriment 4 à 5 MCTs. Nous avons notamment observé dans le muscle squelettique du rat les MCT1, MCT2, MCT4, MCT5 et MCT6. Nous avons observé dans le muscle humain les mêmes MCTs. Dans ce dernier, il y a une présence marquée du MCT7, mais une faible indication de MCT8. Dans le cœur du rat, important réservoir métabolique du lactate, nous avons la confirmation de l'expression des MCT1 et MCT2. Nous avons également observé la présence marquée de MCT6 et MCT8 même si ce dernier ne transporte pas d'acides aminés aromatiques ou du lactate. Ce catalogage des MCTs dans le muscle squelettique et dans d'autres tissus a révélé une surprenante complexité de coexpression d'où la difficulté d'associer les variations dans le transport de monocarboxylate avec l'expression d'un MCT donné. Les différences de cinétique du transport pour le pyruvate et le lactate ne sont établies que pour les MCT1, -2 et -4. La cinétique de transport des autres MCTs n'est pas encore établie. En conclusion, cette étude indique que les MCT1 et MCT4 ne sont pas les seuls à dicter le taux de transport du pyruvate et du lactate dans le muscle squelettique et d'autres tissus, car on observe d'autres MCTs chez le rat (MCT2, -5 et -6) et dans le muscle squelettique humain (MCT2, -5, -6 et -7).Mots clés : muscle, lactate, pyruvate, humain, rat.[Traduit par la Rédaction]