Summary

Mesure de la lipolyse basale et stimulée par Forskolin dans des tampons de graisse adipeuse inguinale

Published: July 21, 2017
doi:

Summary

Ce protocole décrit la méthode de détermination de la lipolyse basale et stimulée par la forskoline dans des tampons de graisse inguinal obtenus à partir d'une alimentation normale (NCD) ou d'un régime alimentaire à forte teneur en graisse (HFD), la capsaicine alimentée avec des souris de type sauvage. En tant qu'indice pour la lipolyse, la libération de glycérol a été mesurée à partir de tampons de graisse adipeuse inguinale.

Abstract

La lipolyse est un processus par lequel les lipides stockés sous forme de triglycérides dans des tissus adipeux sont hydrolysés en glycérol et en acides gras. Cet article décrit la méthode de mesure de la lipolyse basique et de la forskoline (FSK) dans les tampons gras gras inguinaux isolés à partir de souris de type sauvage alimentées soit en régime alimentaire régulier (NCD), en alimentation à forte teneur en matière grasse (HFD), soit en alimentation à forte teneur en matières grasses contenant 0,01 % De la capsaïcine (PAC: agoniste de la sous-famille Vanilloid 1 (TRPV1) du récepteur transitoire pendant 32 semaines. La méthode décrite ici pour la réalisation de la lipolyse ex vivo est adoptée à partir de Schweiger et al. 1 Nous présentons un protocole détaillé pour mesurer les niveaux de glycérol par spectrophotométrie UV-Visible (UV / VIS). La méthode décrite ici peut être utilisée pour isoler avec succès les tampons gras gras inguinaux pour des mesures de lipolyse afin d'obtenir des résultats cohérents. Le protocole décrit pour les tampons gras inguinaux peut facilement être étendu pour mesurer la lipolyse dans d'autres tissus.

Introduction

Les tissus adipeux stockent l'énergie en tant que matière grasse 2 et l'oxydation des acides gras est requise pour la thermogenèse 3 , 4 . Les acides gras ingérés par les régimes sont emballés avec des apoprotéines dans des chylomicrons et livrés à différents tissus dans le corps par circulation sanguine. Bien que la plupart des cellules dans le corps stockent une réserve d'énergie, le tissu adipeux stocke l'excès d'énergie en tant que graisse 5 , 6 . La lipolyse dans le tissu adipeux est régulée par des processus complexes et les détails moléculaires de la lipolyse restent vagues 7 .

La lipolyse est un procédé par lequel les triglycérides (TGL) stockés dans des tissus adipeux sont hydrolysés pour produire du glycérol et des acides gras (FA) par l'enzyme lipolyse liposomique adipeuse (ATGL) 8 . Les modifications de la lipolyse basale et stimulée sont une caractéristique de l'obésité. Le bLa lipolyse asal est régulée par l'activation ATGL 9 , qui convertit TGL en diacylglycérol (DAG), qui est ensuite hydrolysé en monoacyl glycerol (MAG). L'activation de la lipase sensible aux hormones (HSL) par l' adenylyl cyclase active la stimulation de la protéine kinase A (PKA) dépendante de l'adénosine et du monophosphate cyclique (AMPc) et provoque une lipolyse. La mesure de la lipolyse, basale et stimulée, est donc importante pour analyser l'activité des protéines impliquées dans ce processus. En outre, la mise au point de la régulation moléculaire de la lipolyse peut être bénéfique pour développer de nouvelles stratégies thérapeutiques contre l'obésité 10 . Étant donné que les molécules qui stimulent la lipolyse et l'oxydation des acides gras sont des candidats potentiels pour diminuer les graisses stockées dans les dépôts, il est important d'utiliser un test robuste pour la reproductibilité.

Les données publiées précédemment suggèrent que l'activation de la protéine TRPV1 exprimée dans le tissu adipeux blanc par CAP renforcé basalEt la lipolyse stimulée par FSK (adenylyl cyclase) dans des graisses inguinales 11 . Des recherches antérieures suggèrent également que l'activation à long terme de TRPV1 par CAP active la PKA 12 . Étant donné que l'activation de la PKA stimule la lipolyse 13 , 14 , mesurer à la fois la lipolyse stimulée basale et la PKA stimulée dans les graisses inguinales isolées à partir de souris NCD ou HFD (± CAP) après 32 semaines d'alimentation, les régimes respectifs valideront le rôle de TRPV1 Activation dans la lipolyse.

Cet article décrit une méthode efficace de détermination de la lipolyse basale et stimulée. Bien que d'autres méthodes qui utilisent des isotopes radioactifs de glycérol et une chromatographie en phase liquide abondante à haute performance ou une chromatographie en phase gazeuse / spectrométrie de masse pour les mesures 15 , 16 soient disponibles, cette méthode offre une plus directe, simple et rentableTechnique pour déterminer la lipolyse dans les tissus adipeux.

Protocol

Tous les protocoles suivent les lignes directrices sur les soins des animaux de l'Université du Wyoming. 1. Logement et alimentation animale NOTE: Les souris de type sauvage adultes (C57BL / 6) (12 à 24 semaines) ont été élevées dans l'établissement d'élevage de recherche selon les protocoles approuvés par le Comité institutionnel pour les soins et l'utilisation des animaux (IACUC). À partir de l'âge de la semaine 6, hab…

Representative Results

Pour évaluer l'effet de la PAC sur la lipolyse basique et stimulée, cette étude a permis de mesurer la lipolyse dans des tampons de graisse adipeuse inguinale isolés à partir de souris sauvages de type NCD ou HFD (± CAP). Les résultats représentatifs de la lipolyse basale et stimulée par FSK pour les tampons gras gras inguinaux sont donnés dans le tableau I. La libération de glycérol stimulée basale et FSK en présence de Triacsine C, qui inhibe l'ac…

Discussion

Le processus de dégradation de TGL dans le glycérol et les acides gras est catalysé par ATGL 9 lors de la lipolyse basale et orchestré par un ensemble de protéines, y compris l'activation de la voie dépendante de l'adénylyl cyclase / PKA pendant la lipolyse stimulée 21 , 22 , 23 . L'amélioration de la lipolyse augmente les niveaux plasmatiques d'acides gras pour le transport et l…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Ce travail a été soutenu par le Prix AHA n ° 15BGIA23250030, l'Institut national des sciences médicales générales du NIH sous le numéro numéro 8P20 GM103432-12 et la Subvention de la faculté de l'Université du Wyoming à Aid to BT.

Materials

Capsaicin Sigma, USA M2028 TRPV1 agonist
Forskolin Sigma, USA F6886 Adenylyl cyclase activator
DMEM GE healthcare and life sciences, UT, USA SH30081.01
High fat diet Research diets, New Brunswick, USA D12492 Abbreviated as HFD
Tris Amresco, USA O497
Sodium chloride Thermofisher Scientific BP358-212
Sodium deoxycholate Sigma, USA D6750
Dithiothreitol Sigma, USA D9163
Sodium orthovanadate Sigma, USA S6508
Protease inhibitor cocktail Sigma, USA P8340
Free Glycerol reagent Sigma USA F6428
DMSO Sigma, USA D8779
Triacsin C Sigma, USA T4540 Acyl CoA transferase inhibitor
Bovine serum albumin Sigma, USA A7030
Chloroform Sigma Aldrich 31998-8
Methanol Thermofisher Scientific, USA A412-1
Sodium hydroxide Amresco, USA O583
Sodium dodecyl sulfate Sigma, USA L3371
Bicinchoninic acid reagent Sigma, USA BCA1-1KT
UV-VIS Spectrophotometer Pharmacia Biotech, NJ, USA Ultrospec 2000
Normal chow diet Labdiet.com 500I abreviated as NCD
C57BL/6 mice Jackson Laboratory, CT, USA Stock number000664 wild type mice
Parafilm Heathrow Scientific, USA HS 234526A
Glycerol standard Sigma, USA G7793

References

  1. Schweiger, M., et al. Measurement of lipolysis. Methods Enzymol. 538, 171-193 (2014).
  2. Coelho, M., Oliveira, T., Fernandes, R. Biochemistry of adipose tissue: an endocrine organ. Arch Med Sci. 9 (2), 191-200 (2013).
  3. Richard, D., Picard, F. Brown fat biology and thermogenesis. Front Biosci (Landmark Ed). 16, 1233-1260 (2011).
  4. Barquissau, V., et al. White-to-brite conversion in human adipocytes promotes metabolic reprogramming towards fatty acid anabolic and catabolic pathways. Mol Metab. 5 (5), 352-365 (2016).
  5. Rodriguez, A., Ezquerro, S., Mendez-Gimenez, L., Becerril, S., Fruhbeck, G. Revisiting the adipocyte: a model for integration of cytokine signaling in the regulation of energy metabolism. Am J Physiol Endocrinol Metab. 309 (8), E691-E714 (2015).
  6. Giordano, A., Smorlesi, A., Frontini, A., Barbatelli, G., Cinti, S. White, brown and pink adipocytes: the extraordinary plasticity of the adipose organ. Eur J Endocrinol. 170 (5), R159-R171 (2014).
  7. Langin, D. Adipose tissue lipolysis as a metabolic pathway to define pharmacological strategies against obesity and the metabolic syndrome. Pharmacol Res. 53 (6), 482-491 (2006).
  8. Zimmermann, R., Lass, A., Haemmerle, G., Zechner, R. Fate of fat: the role of adipose triglyceride lipase in lipolysis. Biochim Biophys Acta. 1791 (6), 494-500 (2009).
  9. Miyoshi, H., Perfield, J. W., Obin, M. S., Greenberg, A. S. Adipose triglyceride lipase regulates basal lipolysis and lipid droplet size in adipocytes. J Cell Biochem. 105 (6), 1430-1436 (2008).
  10. Kolditz, C. I., Langin, D. Adipose tissue lipolysis. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 13 (4), 377-381 (2010).
  11. Baskaran, P., Krishnan, V., Ren, J., Thyagarajan, B. Capsaicin induces browning of white adipose tissue and counters obesity by activating TRPV1 channel-dependent mechanisms. Br J Pharmacol. 173 (15), 2369-2389 (2016).
  12. Yang, D., et al. Activation of TRPV1 by dietary capsaicin improves endothelium-dependent vasorelaxation and prevents hypertension. Cell Metab. 12 (2), 130-141 (2010).
  13. Ding, L., et al. Reduced lipolysis response to adipose afferent reflex involved in impaired activation of adrenoceptor-cAMP-PKA-hormone sensitive lipase pathway in obesity. Sci Rep. 6, 34374 (2016).
  14. Ohyama, K., et al. A combination of exercise and capsinoid supplementation additively suppresses diet-induced obesity by increasing energy expenditure in mice. Am J Physiol Endocrinol Metab. 308 (4), E315-E323 (2015).
  15. Beylot, M., Martin, C., Beaufrere, B., Riou, J. P., Mornex, R. Determination of steady state and nonsteady-state glycerol kinetics in humans using deuterium-labeled tracer. J Lipid Res. 28 (4), 414-422 (1987).
  16. Gilker, C. D., Pesola, G. R., Matthews, D. E. A mass spectrometric method for measuring glycerol levels and enrichments in plasma using 13C and 2H stable isotopic tracers. Anal Biochem. 205 (1), 172-178 (1992).
  17. Baskaran, P., et al. TRPV1 activation counters diet-induced obesity through sirtuin-1 activation and PRDM-16 deacetylation in brown adipose tissue. Int J Obes (Lond). , (2017).
  18. Smith, N. C., Fairbridge, N. A., Pallegar, N. K., Christian, S. L. Dynamic upregulation of CD24 in pre-adipocytes promotes adipogenesis. Adipocyte. 4 (2), 89-100 (2015).
  19. Schweiger, M., et al. Measurement of lipolysis. Methods Enzymol. 538, 171-193 (2014).
  20. Duncan, R. E., Ahmadian, M., Jaworski, K., Sarkadi-Nagy, E., Sul, H. S. Regulation of lipolysis in adipocytes. Annu Rev Nutr. 27, 79-101 (2007).
  21. Ahmadian, M., Duncan, R. E., Sul, H. S. The skinny on fat: lipolysis and fatty acid utilization in adipocytes. Trends Endocrinol Metab. 20 (9), 424-428 (2009).
  22. Jaworski, K., Sarkadi-Nagy, E., Duncan, R. E., Ahmadian, M., Sul, H. S. Regulation of triglyceride metabolism. IV. Hormonal regulation of lipolysis in adipose tissue. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 293 (1), G1-G4 (2007).
  23. Jeppesen, J., Kiens, B. Regulation and limitations to fatty acid oxidation during exercise. J Physiol. 590 (5), 1059-1068 (2012).
  24. Nakamura, M. T., Yudell, B. E., Loor, J. J. Regulation of energy metabolism by long-chain fatty acids. Prog Lipid Res. 53, 124-144 (2014).
  25. Murray, A. J., Panagia, M., Hauton, D., Gibbons, G. F., Clarke, K. Plasma free fatty acids and peroxisome proliferator-activated receptor alpha in the control of myocardial uncoupling protein levels. Diabetes. 54 (12), 3496-3502 (2005).
  26. Barbera, M. J., et al. Peroxisome proliferator-activated receptor alpha activates transcription of the brown fat uncoupling protein-1 gene. A link between regulation of the thermogenic and lipid oxidation pathways in the brown fat cell. J Biol Chem. 276 (2), 1486-1493 (2001).
  27. Leung, F. W. Capsaicin as an anti-obesity drug. Prog Drug Res. 68, 171-179 (2014).
  28. Hursel, R., Westerterp-Plantenga, M. S. Thermogenic ingredients and body weight regulation. Int J Obes (Lond). 34 (4), 659-669 (2010).
  29. Kang, J. H., et al. Dietary capsaicin reduces obesity-induced insulin resistance and hepatic steatosis in obese mice fed a high-fat diet. Obesity (Silver Spring). 18 (4), 780-787 (2010).
  30. Winkler, B., Steele, R., Altszuler, N. Relationship of glycerol uptake to plasma glycerol concentration in the normal dog. Am J Physiol. 216 (1), 191-196 (1969).
  31. Dugan, C. E., Cawthorn, W. P., MacDougald, O. A., Kennedy, R. T. Multiplexed microfluidic enzyme assays for simultaneous detection of lipolysis products from adipocytes. Anal Bioanal Chem. 406 (20), 4851-4859 (2014).

Play Video

Cite This Article
Baskaran, P., Thyagarajan, B. Measurement of Basal and Forskolin-stimulated Lipolysis in Inguinal Adipose Fat Pads. J. Vis. Exp. (125), e55625, doi:10.3791/55625 (2017).

View Video