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The adipocyte-derived hormone, ACRP30 (adipocyte complemented related protein of 30 kDa) affects body weight, increases fatty-acid oxidation and enhances insulin sensivity. As catecholamines play a major role in fuel homeostasis, we have studied the effects of β-adrenergic agonists and cAMP, their second messenger, in ACRP30 gene expression, protein production and secretion in mouse in vitro and in vivo.
After 10h of culture, cAMP decreased ACRP30 secretion by mouse adipose explants. This decrease was due to a marked depletion of tissues ACRP30 protein and mRNA levels. Moreover, in the presence of cAMP, ACRP30 secreted in the medium migrated as two species of apparent molecular masses of 32 and 30 kDa. The former, which was also detected in control medium, was sorted into secretory vesicles associated with the membrane fraction. The latter could be an immature form that did not undergo post-translational modifications and was exported after emptying of an intracellular pool, recovered in the cytosol fraction. These dual effect of cAMP were mimicked by β-adrenergic agonists, the selective β3 (BRL 37344) being the most potent in vitro. The agonist was tested in vivo. Administration of BRL 37344 to mice caused a 40-50 % reduction of ACRP30 mRNA levels in visceral and subcutaneous adipose depots and a 60% decrease in plasma ACRP30 levels
in conclusion, cAMP and β-adrenergic agonist exert a dual (pre- and post- translational) effect on ACRP30 secretion in culture mouse adipose explants. The inhibitory effect of β-adrenergic agonists was reproduced in vivo. The decrease in ACRP30 may be a novel, β-adrenoceptor-mediated mechanism, by which catecholamines affect fuel homeostasis. As ACRP30 stimulates fatty-acid oxidation and thermogenesis, the ability of catecholamines to decrease ACRP30 production suggest an inhibitory feed-back role for these hormones Le tissu adipeux est l’un des déterminants majeurs de la biodisponibilité des lipides circulants. Les catécholamines, par le biais des récepteurs β-adrénergiques, sont les hormones lipolytiques par excellence. De plus, elles stimulent la thermogenèse et l’oxydation des acides gras. Outre son rôle dans le stockage et la mobilisation des triglycérides, l’adipocyte a une fonction endocrine propre. L’ACRP30 (adipocyte complement related protein of 30 kDa) est une hormone adipocytaire qui, en favorisant l’utilisation préférentielle des substrats énergétiques (oxydation des acides gras) et en augmentant la sensibilité à l’insuline, influence le métabolisme et l’homéostasie énergétique. Nous avons étudié les effets des catécholamines (et plus particulièrement ceux des agonistes des récepteurs β-adrénergiques et de leur second messager, l’AMPc) sur l’expression du gène, la production et la sécrétion d’ACRP30 chez la souris in vitro (explants de tissu adipeux) et in vivo.
Après 10 heures de culture, l’AMPc a diminué la sécrétion d’ACRP30 par les explants, suite à une déplétion du contenu intra-tissulaire de la protéine, elle-même consécutive à une réduction du taux des ARNm correspondants. Par ailleurs, l’AMPc a dissocié l’ACRP30 secrétée en deux isoformes de poids moléculaires distincts (32 et 30 kDa), cette dernière correspondant à la vidange d’un « pool » intra-adipocytaire cytosolique. L’isoforme de 30 kDa n’aurait pas subit de modifications post-traductionnelles, contrairement à celle de 32 kDa et pourrait être plus instable et plus facilement dégradée.
Ce double effet sur ACRP30 a été reproduit par le β-agonistes. A cet égard, l’agoniste β3 (BRL37344) qui s’est révélé particulièrement puissant in vitro a été testé in vivo. Des souris injectées au BRL 37344 ont vu leur taux d’ARNm ACRP30 réduit de 40 à 50 % dans les sites adipeux viscéraux et inguinaux et leur concentration plasmatique d’ACRP30 chuter de 60%.
En conclusion, l’AMPc et les agonistes des récepteurs β-adrénergiques exercent un double effet (pré- et post-traductionnel) sur la sécrétion d’ACRP30 dans des cultures d’explants de tissu adipeux de souris. L’effet inhibiteur est retrouvé in vivo. Cette inhibition de la sécrétion d’ACRP30 par les agonistes β-adrénergiques pourrait, par une boucle de rétrocontrôle, contrecarrer l’oxydation des acides gras et la thermogenèse induites par l’ACRP30
Adrenergic beta-Agonists --- Receptors, Catecholamine --- Tumor Necrosis Factor-alpha --- Genes, Bacterial
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The adipocyte-derived hormones, leptin and ACRP30, are either undetectable or decreased in the genetically obese, diabetic and insulin-resistant ob/ob mice. In this study, we have evaluated the effects of leptin treatment on ACRP30 gene expression, protein production, secretion and circulating levels in ob/ob mice.
Untreated ob/ob mice are hyperphagic, diabetic and hyperinsulinemic. Compared with lean mice, ACRP30 mRNA were differently expressed in two adipose tissue depots of obese mice [increased in the subcutaneous (inguinal) region and decreased the vesical (intra-peritoneal) one]. ACRP30 concentrations in adipose tissue, and ACRP30 secretion by explants were blunted in obese mice compared to lean mice. According, plasma ACRP30 levels of obese mice were decreased by 50%.
Leptin treatment of ob/ob mice induced a decrease in food consumption, body weight and fatness, and resulted in normalized plasma glucose and insulin levels. The treatment did not affect adipose tissues ACRP3° mRNA or protein concentrations (except for a 32 kDa form of ACRP30 which was detected in homogenate and crude membranes from some mice). Ex vivo secretion of ACRP30 by explants of treated mice remained extremely low. In spite of this lack of restoration of ACRP30 production/secretion, circulating levels of ACRP30 increases 2.5 fold after leptin treatment. This rise was specifically induced by the hormone, as it was not reproduced in calorie-restricted mice, pair-fed with the leptin-treated animals.
taken together, these data suggest that leptin treatment of ob/ob mice may decrease plasma clearance of ACRP30, thereby markedly increasing the impaired circulating levels of ACRP30.
ACRP30 could, in concert with leptin, contribute to the metabolic effects classically observed during leptin administration Il y a encore quelques années, l’adipocyte était considéré comme une simple cellule de stockage d’énergie. Actuellement, son rôle s’est élargi à la sécrétion de diverses protéines régulatrices. La leptine, déficiente chez la souris génétiquement obèse et diabétique (ob/ob), est une hormone sécrétée par l’adipocyte qui joue un rôle majeur dans le contrôle de l’homéostasie énergétique. L’ACRP30 est également une hormone adipocytaire qui, outre ses propriétés anti-athérogènes et anti-inflammatoires, modifie l’utilisation des substrats énergétiques et de ce fait, influence l’homostasie énergétique. Les taux plasmatiques d’ACRP30 sont également diminués chez la souris ob/ob, ainsi que chez le patient obèse ou présentant un syndrome métabolique. Nous avons étudié l’influence du traitement à la leptine sur l’expression du gène, la production, la sécrétion et les taux plasmatiques d’ACRP30 chez la souris ob/ob.
La souris ob/ob non traitée est hyperphagique, hyperglycémique et hyperinsulinémique. Comparativement à la souris mince, les taux d’ARNm ACRP30 de l’obèse sont exprimés de façon divergente dans les divers sites adipeux [élevés en inguinal (sous cutané), abaissés en vésical (intrapéritonéal)]. Les concentrations d’ACRP30 sont quasi indétectables dans l’homogénat du tissu adipeux de l’obèse et ceci s’applique tant à la fraction membranaire qu’à la fraction cytosolique. La sécrétion d’ACRP30 mesurée dans le milieu de culture à partir d’explants de tissu adipeux obèses est également effondrée comparativement à celle des minces. En accord avec ces données, les taux circulants d’ACRP30 sont diminués de 50% chez l’obèse.
Le traitement à la leptine des souris ob/ob a entraîné une disparition de l’hyperphagie, une diminution du poids et de la masse grasse, ainsi qu’une normalisation de la glycémie et l’insulinémie. Ce traitement n’a pas eu de répercussions significatives sur les taux d’ARNm ACRP30 ni sur les concentrations tissulaires de la protéine (mis à part l’apparition d’une forme lourde (mature) d’ACRP30 dans l’homogénat et la fraction membranaire de certaines souris). La sécrétion d’ACRP30 par les explants de tissu adipeux de souris traitées est restée effondrée. En dépit de l’absence d’une récupération nette de production/sécrétion d’ACRP30, les taux circulants de la protéine ont augmenté de 2.5 fois par rapport aux valeurs initiales lors de l’infusion de la leptine. Ce phénomène était spécifique au traitement, puisque non reproduit chez des souris « pair-fed » dont l’apport calorique était volontairement réduit et comparable à celui des souris traitées.
L’ensemble de ces données suggère que la clairance d’ACRP30 peut être freinée sous traitement à la leptine contribuant ainsi à la correction des taux circulants.
la restauration des taux plasmatiques d’ACRP30 pourrait, de concert avec l’élévation de la leptine, contribuer aux effets classiquement observées lors du traitement à la leptine et attribués exclusivement à cette dernière
Adipocytes --- Mice
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