Semaphorin 3C este o nouă adipokină legată de compoziția matricei extracelulare SpringerLink
Abstract
Scopuri/ipoteze
Modificările funcției țesutului adipos alb (WAT), inclusiv modificările secreției de proteine (adipokine) și ale compoziției matricei extracelulare (ECM), promovează o stare rezistentă la insulină. Ne-am propus să identificăm noi adipokine reglementate de masa de grăsime corporală în WAT subcutanat uman cu roluri potențiale în funcția adipoasă.
Metode
Au fost combinate datele transcriptomului adipos și profilurile secretome din condiții cu masă WAT crescută/scăzută. Donatorii WAT au fost preponderent femei. Efectele in vitro au fost evaluate folosind proteine recombinante. Rezultatele au fost confirmate prin PCR/ELISA cantitativă, teste metabolice și imunochimie în WAT uman și adipocite.
Rezultate
Am identificat o adipokină necaracterizată până acum, semaforina 3C (SEMA3C), a cărei expresie s-a corelat semnificativ cu greutatea corporală, rezistența la insulină (HOMA de insulină rezistență [HOMAIR] și rata constantă pentru testul de toleranță la insulină [KITT]) și țesutul adipos morfologie (hipertrofie vs hiperplazie). SEMA3C s-a găsit în principal în adipocitele mature și nu a avut niciun efect direct asupra diferențierii adipocitelor umane, lipolizei, transportului glucozei sau expresiei genelor de β-oxidare. Acest lucru ar putea fi parțial explicat prin reducerea semnificativă a receptorilor săi în timpul adipogenezei. În schimb, în pre-adipocite, SEMA3C a crescut producția/secreția mai multor componente ECM (fibronectină, elastină și colagen I) și factori matricelulari (factor de creștere a țesutului conjunctiv, IL6 și factor de creștere transformator-β1). Mai mult, expresia SEMA3C în WAT uman corelat pozitiv cu gradul de fibroză în WAT.
Concluzii/interpretare
SEMA3C este o nouă adipokină reglementată de modificările de greutate. Corelația cu hipertrofia și fibroza WAT in vivo, precum și efectele sale asupra producției ECM în pre-adipocite umane in vitro, sugerează împreună că SEMA3C constituie un semnal paracrin derivat din adipocite care influențează compoziția ECM și poate juca un rol fiziopatologic în WAT uman.
Introducere
Țesutul adipos alb (WAT) este un organ extrem de plastic, care se poate schimba considerabil în dimensiune în interiorul și între persoane. Excesul de masă grasă este asociat cu rezistența la insulină, diabetul de tip 2 și dislipidemia și se corelează cu modificări distincte ale dimensiunii celulelor grase și ale funcției adipoase, inclusiv metabolismul lipidic modificat, creșterea fibrozei interstițiale (datorită producției și depunerii de proteine crescute în matricea extracelulară [ECM] ) și o stare proinflamatorie cronică [1]. Studiile care evaluează efectele pierderii în greutate au demonstrat că, la reducerea masei grase la o stare non-obeză, cele mai multe aspecte ale funcției WAT sunt normalizate [2, 3].
Pentru a menține un profil metabolic sănătos în timpul modificărilor masei grase, sunt necesare mecanisme adaptive care implică semnale între celulele prezente în țesut (de exemplu, adipocite, celule progenitoare adipocite, celule imune și celule endoteliale). Rezultatele din ultimii ani au demonstrat că adipocitele secretă o serie de polipeptide (denumite în mod colectiv adipokine), care, la om, acționează predominant local prin mecanisme auto- sau paracrine. Cu toate acestea, în obezitate producția mai multor adipokine poate fi dezadaptativă și poate promova o stare rezistentă la insulină [4]. Deși au fost efectuate o serie de studii de secretome WAT/adipocite umane, suprapunerea dintre diferite studii este destul de slabă (vezi de exemplu [5-9]). În prezent, se estimează că adipokinomul uman total conține peste 600 de membri, dar lista este încă în creștere.
Metode
Cohorte clinice
Participanții incluși în cohorte sunt descriși, inclusiv referințe relevante, în materialul electronic suplimentar (MES) Tabelul 1. Evaluările clinice au fost efectuate așa cum este descris în referințele relevante. ScWAT abdominal a fost obținut prin biopsii chirurgicale cu ac/ca produs rezidual din proceduri chirurgicale cosmetice, așa cum sa descris anterior [12]. Pentru țesuturile utilizate pentru experimentele de cultură celulară, nu a existat nicio selecție în funcție de vârstă, sex sau IMC. Niciunul dintre participanți nu a luat vreun medicament regulat care ar putea fi de așteptat să afecteze funcția adipocitelor. Cachexia a fost definită așa cum este descris în [13]. IMC a fost clasificat conform definiției OMS. Sindromul metabolic a fost definit în conformitate cu definițiile descrise recent [14] în care au fost utilizate criteriile circumferinței taliei de la Federația Internațională pentru Diabet [15]. Proiectul a fost realizat în conformitate cu liniile directoare din Declarația de la Helsinki, iar studiile au fost aprobate de Comitetul Regional de Etică din Stockholm, Spitalele Universității din Toulouse, Facultatea a III-a de Medicină din Praga și Spitalul Hôtel-Dieu, Paris. Consimțământul informat individual și scris a fost obținut de la toți participanții implicați în studiu.
Izolarea adipocitelor, cultura celulară și fracționarea țesuturilor
Adipocitele mature și celulele fracției vasculare stroma (SVF) au fost izolate așa cum s-a descris anterior [16, 17]. S-a dovedit că morfologia adipocitelor (adică mărimea relativă a celulelor adipoase în raport cu masa totală de grăsime) se corelează cu sensibilitatea la insulină și a fost determinată așa cum este descris [18].
Populațiile de celule distincte ale SVF au fost izolate folosind un protocol de imunoselecție/epuizare și cultivate așa cum este descris [16, 17, 19-21]. Celulele CD34 +/CD31 au fost definite ca celule progenitoare, celulele CD34 +/CD31 + ca celule endoteliale, celulele CD34 -/CD14 + ca macrofage și CD34 -/CD14 -/CD3 + ca limfocite. Pentru analiza timpului, celulele au fost lizate pentru a obține ARN în ziua 4/5, 8 și 12 după inducerea diferențierii. Pentru analiza secretomului, adipocitele mature și diferitele populații de celule din SVF au fost menținute separat ex vivo la 37 ° C în mediu de cultură bazală endotelială (0,1% BSA) timp de 24 de ore și mediile lor condiționate au fost colectate.