Novel inducers of human adipocyte browning; Utilization of population scale cellular analysis

Dátum
Folyóirat címe
Folyóirat ISSN
Kötet címe (évfolyam száma)
Kiadó
Absztrakt

Munkánk során statisztikailag releváns számú, differenciálódott humán adipocita vizsgálatát a Lézer Pásztázó Citométer (LSC) alkalmazásával értük el. Az LSC használata lehetővé tette számukra az adherens adipociták multiparametrikus vizsgálatát: a sejtek festése nélkül kvantifikáltuk az adipocitákban lévő lipid cseppek számát és méretét (ún. texture analízissel), majd a sejtek fixálását és permeabilizálását követően jelöltük az Ucp1 és Cidea barna zsírsejt marker fehérjéket, specifikus antitestekkel. Megfigyeltük, hogy mind az irisin, mind a BMP7 alkalmazása a fehér differenciációs protokoll alatt fokozta az UCP1 és CIDEA mellett az ELOVL3, CYC1 és PGC-1α általános barna zsírsejt marker gének kifejeződését. A ZIC1 („klasszikus barna” marker) emelkedett kifejeződését figyeltük meg, hosszú távú BMP7 kezelés hatására. A TBX1 „beige” marker gén kifejeződését ugyanakkor csak az irisin kezelés fokozta. A második generációs antipszichotikumok alkalmazása gyakran vezet elhízáshoz. Humán szövetből izolált preadipociták clozapine kezelése ennek ellenére a barna és “beige” marker gének legtöbbjének, illetve az Ucp1 fehérje kifejeződését szignifikánsan fokozta, míg a fehér és általános zsírszöveti marker gének kifejeződése a kezelés hatására nem változott. A clozapine kezelés képes volt “beige” zsírsejt differenciáció iniciálására humán ex vivo rendszerben, azonban az így létrejött sejtek reakciója természetes hőképző stimulusokra csökkent. A barna marker gének fokozott kifejeződése clozapine hatására, szerotonin (5HT) jelenlétében ugyanakkor nem volt megfigyelhető. Eredményeink arra utalnak, hogy a clozapine “browning”-ot kiváltó hatása összefügg a szer 5HT receptorok által kiváltott jelátvitel-gátló képességével. Végül megfigyeltük, hogy az ex vivo differenciáltatott barna zsírsejtek és irisin kezelt fehér zsírsejtek nagymértékben termelnek IL-6, IL-8 és MCP-1 citokineket.


By complementing measurements of gene expression changes from total cell lysates, Laser-scanning cytometry (LSC) was presented as a tool that made the population scale analysis of ex vivo browning possible. Our approach combined texture analysis which reflected the size and number of lipid droplets and detection of Ucp1 and Cidea protein content in single browning adipocytes of mixed cell populations. Irisin administration during white adipogenic differentiation resulted in a significant upregulation of several brown and “beige” adipocyte marker genes. Irisin treated cells had smaller lipid droplets, more mitochondrial DNA, higher mitochondrial respiration and contained more Ucp1 and Cidea protein than the untreated white adipocytes. On the contrary, BMP7 treatment resulted in a functional browning in parallel with the gene expression pattern which indicated the “classical brown” program. We unexpectedly observed that clozapine reprogrammed the gene expression pattern of differentiating human adipocytes ex vivo, leading to an elevated expression of the browning marker gene UCP1, more and smaller lipid droplets and more mitochondrial DNA than in the untreated white adipocytes. Furthermore, clozapine significantly up-regulated TBX1 gene but not ZIC1 suggesting induction of the “beige”-like and not the “classical brown” phenotype. The clozapine induced “beige” cells displayed increased basal and oligomycin inhibited (proton leak) oxygen consumption but these cells showed a lower response to cAMP stimulus as compared to control “beige” adipocytes. The disturbance of 5HT-receptor-mediated signaling by clozapine might, at least partially, explain the browning effect of the drug. Finally, when conditioned differentiation media were collected during the replacement of the adipogenic cocktails, we found that IL-6, MCP-1 and IL-8 secretion was significantly higher by “beige” compared to white adipocytes.

Leírás
Kulcsszavak
adipocita, beige, elhízás, adipocyte, beige, obesity
Forrás