An SH2 domain-containing 5' inositolphosphatase inhibits insulin-induced GLUT4 translocation and growth factor-induced actin filament rearrangement.

Tyrosine kinase receptors lead to rapid activation of phosphatidylinositol 3-kinase (PI3 kinase) and the subsequent formation of phosphatidylinositides (PtdIns) 3,4-P2 and PtdIns 3,4, 5-P3, which are thought to be involved in signaling for glucose transporter GLUT4 translocation, cytoskeletal rearrangement, and DNA synthesis. However, the specific role of each of these PtdIns in insulin and growth factor signaling is still mainly unknown. Therefore, we assessed, in the current study, the effect of SH2-containing inositol phosphatase (SHIP) expression on these biological effects. SHIP is a 5' phosphatase that decreases the intracellular levels of PtdIns 3,4,5-P3. Expression of SHIP after nuclear microinjection in 3T3-L1 adipocytes inhibited insulin-induced GLUT4 translocation by 100 +/- 21% (mean +/- the standard error) at submaximal (3 ng/ml) and 64 +/- 5% at maximal (10 ng/ml) insulin concentrations (P < 0.05 and P < 0.001, respectively). A catalytically inactive mutant of SHIP had no effect on insulin-induced GLUT4 translocation. Furthermore, SHIP also abolished GLUT4 translocation induced by a membrane-targeted catalytic subunit of PI3 kinase. In addition, insulin-, insulin-like growth factor I (IGF-I)-, and platelet-derived growth factor-induced cytoskeletal rearrangement, i.e., membrane ruffling, was significantly inhibited (78 +/- 10, 64 +/- 3, and 62 +/- 5%, respectively; P < 0.05 for all) in 3T3-L1 adipocytes. In a rat fibroblast cell line overexpressing the human insulin receptor (HIRc-B), SHIP inhibited membrane ruffling induced by insulin and IGF-I by 76 +/- 3% (P < 0.001) and 68 +/- 5% (P < 0.005), respectively. However, growth factor-induced stress fiber breakdown was not affected by SHIP expression. Finally, SHIP decreased significantly growth factor-induced mitogen-activated protein kinase activation and DNA synthesis. Expression of the catalytically inactive mutant had no effect on these cellular responses. In summary, our results show that expression of SHIP inhibits insulin-induced GLUT4 translocation, growth factor-induced membrane ruffling, and DNA synthesis, indicating that PtdIns 3,4,5-P3 is the key phospholipid product mediating these biological actions.

Adipose reduction in the activity of the repressor ICER is responsible for insulin resistance elicited by the transcriptional factors CREB in obesity

BACKGROUND AND AIMS: Sustained adipose activation of the transcriptional activators cAMP response binding proteins (CREB) in obesity leads to impaired expression of the glucose transporter GLUT4 and adiponectin (adipoq) in mice model of obesity. Diminution of GLUT4 and adipoq caused by CREB is indirect and relies on the increased repressive activity of the CREB target gene activating transcription factor 3 (ATF3). Specific inactivation of CREB in adipocytes decreases ATF3 production and improves whole-body insulin sensitivity of mice in the context of diet-induced obesity. Thus, elevation of CREB activity is a key mechanism responsible for adipocyte dysfunction and systemic insulin resistance. The inducible cAMP early repressor (ICER) is a negative regulator of the CREB activity. In fact, ICER antagonizes the CREB factor by competing for the regulation of similar target genes. The goal of the study was to investigate whether loss of ICER expression in adipocytes could be responsible for increased CREB activity in obesity. MATERIALS AND METHODS: Mice C57bl6 were fed with a high fat diet (HFD) for 12 weeks to increase body weight and generate insulin resistance. Biopsies of visceral adipose tissues (VAT) were prepared from human lean (BMI=24}0.5 Kg/m2) or obese subjects (BMI>35 Kg/m2). Total RNA and protein were prepared from white adipose tissues (WAT) of chow- or HFD-fed mice and VAT of lean and obese subjects. Activities of CREBs and ICER were monitored by electromobility shift assays (EMSA). The role of ICER on CREB activity was confirmed in 3T3-L1 adipocytes cells. Briefly after differentiation, the cells were electroporated with the plasmid coding for ICER cDNA. Gene expression was quantified by quantitative real-time PCR and western Blotting experiments. RESULTS: The expression of ICER is reduced in WAT of HFD-induced obese mice when compared to chow mice as measured by real-time PCR and EMSA. Similar result was found in human tissues. Reduction in ICER expression was associated with increased ATF3 expression and decreased adipoq and GLUT4 contents. Diminution in ICER levels was observed in adipocytes fraction whereas its expression was unchanged in stroma vascular fraction of WAT. Overexpression of ICER in 3T3-L1 adipocytes silenced the expression of ATF3, confirming the regulation of the factor by ICER. The expression of ICER is regulated by histone deacetylases activity (HDAC). Inhibition of HDACs in 3T3-L1 adipocytes cells using trichostatin inhibited the production of ICER. The whole activity of HDAC was reduced in WAT and VAT of obese mice and human obese subjects. CONCLUSION: Impaired adipose expression of ICER is responsible of increased CREB activity in adipocytes in obesity. This mechanism relies on reduction of the HDAC activity.

The direct peroxisome proliferator-activated receptor target fasting-induced adipose factor (FIAF/PGAR/ANGPTL4) is present in blood plasma as a truncated protein that is increased by fenofibrate treatment.

The fasting-induced adipose factor (FIAF, ANGPTL4, PGAR, HFARP) was previously identified as a novel adipocytokine that was up-regulated by fasting, by peroxisome proliferator-activated receptor agonists, and by hypoxia. To further characterize FIAF, we studied regulation of FIAF mRNA and protein in liver and adipose cell lines as well as in human and mouse plasma. Expression of FIAF mRNA was up-regulated by peroxisome proliferator-activated receptor alpha (PPARalpha) and PPARbeta/delta agonists in rat and human hepatoma cell lines and by PPARgamma and PPARbeta/delta agonists in mouse and human adipocytes. Transactivation, chromatin immunoprecipitation, and gel shift experiments identified a functional PPAR response element within intron 3 of the FIAF gene. At the protein level, in human and mouse blood plasma, FIAF was found to be present both as the native protein and in a truncated form. Differentiation of mouse 3T3-L1 adipocytes was associated with the production of truncated FIAF, whereas in human white adipose tissue and SGBS adipocytes, only native FIAF could be detected. Interestingly, truncated FIAF was produced by human liver. Treatment with fenofibrate, a potent PPARalpha agonist, markedly increased plasma levels of truncated FIAF, but not native FIAF, in humans. Levels of both truncated and native FIAF showed marked interindividual variation but were not associated with body mass index and were not influenced by prolonged semistarvation. Together, these data suggest that FIAF, similar to other adipocytokines such as adiponectin, may partially exert its function via a truncated form.

Plac8 is required for white adipocyte differentiation in vitro and cell number control in vivo.

Plac8 belongs to an evolutionary conserved family of proteins, mostly abundant in plants where they control fruit weight through regulation of cell number. In mice, Plac8 is expressed both in white and brown adipose tissues and we previously showed that Plac8(-/-) mice develop late-onset obesity, with abnormal brown fat differentiation and reduced thermogenic capacity. We also showed that in brown adipocytes, Plac8 is an upstream regulator of C/EBPβ expression. Here, we first assessed the role of Plac8 in white adipogenesis in vitro. We show that Plac8 is induced early after induction of 3T3-L1 adipocytes differentiation, a process that is prevented by Plac8 knockdown; similarly, embryonic fibroblasts obtained from Plac8 knockout mice failed to form adipocytes upon stimulation of differentiation. Knockdown of Plac8 in 3T3-L1 was associated with reduced expression of C/EBPβ, Krox20, and Klf4, early regulators of the white adipogenic program, and we show that Plac8 could transactivate the C/EBPβ promoter. In vivo, we show that absence of Plac8 led to increased white fat mass with enlarged adipocytes but reduced total number of adipocytes. Finally, even though Plac8(-/-) mice showed impaired thermogenesis due to brown fat dysfunction, this was not associated with changes in glycemia or plasma free fatty acid and triglyceride levels. Collectively, these data indicate that Plac8 is an upstream regulator of C/EBPβ required for adipogenesis in vitro. However, in vivo, Plac8 is dispensable for the differentiation of white adipocytes with preserved fat storage capacity but is required for normal fat cell number regulation.

The effect of thyroid hormones on the white adipose tissue gene expression of PAI-1 and its serum concentration

Metabolic syndrome is associated with an increased risk of developing cardiovascular diseases and Plasminogen activator inhibitor 1 (PAI-1) overexpression may play a significant role in this process. A positive correlation between adipose tissue gene expression of PAI-1 and its serum concentration has been reported. Furthermore, high serum levels of thyroid hormones (T3 and T4) and PAI-1 have been observed in obese children. The present study evaluates the impact of thyroid hormone treatment on white adipose tissue PAI-1 gene expression and its serum concentration. Male Wistar rats (60 days old) were treated for three weeks with T4 (50 µg/day, Hyper) or with saline (control). Additionally, 3T3-L1 adipocytes were treated for 24 h with T4 (100 nM) or T3 (100 nM). PAI-1 gene expression was determined by real-time PCR, while the serum concentration of PAI-1 was measured by ELISA using a commercial kit (Innovative Research, USA). Both the serum concentration of PAI-1 and mRNA levels were similar between groups in retroperitoneal and epididymal white adipose tissue. Using 3T3-L1 adipocytes, in vitro treatment with T4 and T3 increased the gene expression of PAI-1, suggesting non-genomic and genomic effects, respectively. These results demonstrate that thyroid hormones have different effects in vitro and in vivo on PAI-1 gene expression in adipocytes.

Étude des propriétés antidiabétiques de Nigella sativa : sites d’action cellulaires et moléculaires

Nigella sativa ou cumin noir est une plante et un condiment populaires. Les graines de N. sativa sont très utilisées en médecine traditionnelle des pays nord africains pour le traitement du diabète. Cependant, les mécanismes d'actions cellulaires et moléculaires via lesquels cette plante exerce son effet euglycémiant restent encore mal compris. Le but de notre étude est d'examiner l’effet de N. sativa sur la sécrétion d’insuline, le transport de glucose et sur les voies de signalisation impliquées dans l’homéostasie et le métabolisme de glucose, en utilisant des essais biologiques sur des cultures cellulaires murines (cellules β pancréatiques βTC, myoblastes C2C12, hépatocytes H4IIE et adipocytes 3T3-L1) et des études in vivo chez le rat normoglycémique et le Meriones shawi (rongeur) diabétique. Chez les cellules β pancréatiques, N. sativa a augmenté leur prolifération ainsi que la sécrétion basale et gluco-stimulée de l’insuline. N. sativa a augmenté aussi la prise de glucose de 50% chez les cellules musculaires alors que chez les cellules graisseuses, la prise de glucose est augmentée jusqu’au 400%. Les expériences d’immunobuvardage de type western ont montré que N. sativa stimule les voies de signalisation de l’insuline (Akt et ERKs) et aussi celle insulino-indépendante (AMPK) chez les cellules C2C12. Par contre, chez les 3T3-L1, l’augmentation de transport de glucose est plutôt reliée à une activation de la voie de peroxisome proliferator activated receptor γ (PPARγ). Chez les hépatocytes, N. sativa augmente la stimulation des protéines intracellulaires Akt et 5' adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK). Cette activation de l’AMPK est associée à un effet découpleur de la plante au niveau de la phosphorylation oxydative mitochondriale. Par ailleurs, chez les Meriones shawi diabétiques, N. sativa diminue graduellement la glycémie à jeun ainsi que la réponse glycémique (AUC) à une charge orale en glucose (OGTT) pour atteindre des valeurs semblables aux animaux témoins après quatre semaines de traitement. Une amélioration du profile lipidique est observée autant chez les Meriones shawi diabétiques que chez les rats normaux. Au niveau moléculaire, N. sativa augmente le contenu musculaire en glucose transporter 4 Glut4 et la phosphorylation de l’acetyl-coenzyme A carboxylase ACC dans le muscle soléaire et le foie chez les Mériones shawi diabétiques. Par contre, chez le rat normal, on assiste à une stimulation des voies de signalisation de l’insuline (Akt et ERK) au niveau hépatique. En conclusion, nous avons confirmé l’action insulinotropique de N. sativa au niveau des cellules β pancréatiques et mis en évidence un effet proliférateur pouvant potentiellement s’avérer utile pour contrecarrer la perte de masse cellulaire observée chez les diabétiques. Notre étude a également mis en évidence pour la première fois que N. sativa exerce son activité antidiabétique par une combinaison d’effets insulino-mimétiques et insulino-sensibilisateurs directs permettant ainsi d’augmenter le transport de glucose des tissus périphériques. Cette action de N. sativa est liée à une stimulation des voies de signalisation intracellulaires insulinodépendantes et -indépendantes (AMPK) chez le muscle squelettique et le foie alors qu’elle passe par la voie des PPARγ au niveau du tissu adipeux. Finalement, l’étude in vivo vient confirmer l’effet antidiabétique de N. sativa. Notre apport novateur se situe au niveau de la démonstration que l’activité antidiabétique de N. sativa chez le Meriones shawi diabétique est la résultante des mêmes activités que celles déterminées au niveau de l’étude in vitro. En effet, N. sativa active la voie de l’AMPK, améliore la sensibilité à l’insuline et augmente l’insulinémie. Notre étude montre aussi que N. sativa possède une activité antilipidémiante. Ces résultats confirment le bien-fondé de l'utilisation ethnopharmacologique de N. sativa comme traitement du diabète et des perturbations du métabolisme lipidique qui y sont associées. De plus, les actions pléiotropiques de N. sativa en font un traitement alternatif ou complémentaire du diabète très prometteur qui encouragent à présent la tenue d’études cliniques de bonne qualité.

Antiobesity and antidiabetic activity of P. balsamifera, its active Salicortin, and L. laricina, medicinal plants from the traditional pharmacopoeia of the James Bay Cree

La prévalence de l’obésité, du diabète de type 2, et du syndrome métabolique, sont à la hausse chez les Cris d’Eeyou Istchee (CEI-Nord du Québec). Ces problèmes sont aggravés par leur diète non traditionnelle, leur sédentarité, ainsi que par une résistance culturelle aux produits pharmaceutiques. Afin de développer des traitements antidiabétiques culturellement adaptés, notre équipe a effectué une enquête ethnobotanique qui a identifié 17 plantes provenant de la pharmacopée traditionnelle des CEI. À partir des études de criblage effectuées in vitro, deux plantes parmi les 17 ont attiré notre attention. Populus balsamifera L. (Salicaceae) pour ses propriétés anti-obésité et Larix laricina K. Koch (Pinaceae) pour ses propriétés antidiabétiques. P. balsamifera et son composé actif salicortin ont inhibé l’accumulation de triglycérides durant l’adipogénèse dans les adipocytes 3T3-L1. L. laricina a augmenté le transport de glucose et l’activation de l’AMPK dans les cellules musculaires C2C12, l’adipogénèse dans les 3T3-L1 et a démontré un fort potentiel découpleur (propriété anti-obésité). Les objectifs de cette thèse sont d'évaluer les potentiels anti-obésité et antidiabétique et d’élucider les mécanismes d'action de P. balsamifera, salicortin, et L. laricina chez la souris C57BL/6 rendue obèse par une diète riche en gras (HFD). Les souris ont été soumises pendant huit (étude préventive) ou seize semaines (étude traitement) à une HFD, ou à une HFD dans laquelle P. balsamifera, salicortin, ou L. laricina a été incorporé soit dès le départ (prévention), ou dans les 8 dernières des 16 semaines d'administration de HFD (traitement). iv Les résultats démontrent que P. balsamifera (dans les deux études) et salicortin (évalué dans l’étude traitement) diminuent: le poids corporel, le gras rétropéritonéal, la sévérité de la stéatose et l’accumulation de triglycérides hépatique (ERK impliqué), les niveaux de glycémie et d'insuline, et le ratio leptine/adiponectine. Dans les deux études, P. balsamifera a significativement réduit la consommation de nourriture mais cet effet coupe-faim nécessite d’être approfondi. Dans l'étude préventive, P. balsamifera a augmenté la dépense énergétique (hausse de la température à la surface de la peau et de l’activation de la protéine découplante-1; UCP-1). Les voies de signalisation activées par P. balsamifera et par salicortin (de façon plus modeste) sont impliquées dans: la production de glucose hépatique (Akt), l’expression de Glut4 dans le muscle squelettique, la captation du glucose et du métabolisme des lipides (Akt dans le tissu adipeux), la différenciation des adipocytes (ERK et PPARg), l’inflammation dans le foie (IKKαβ), et l'oxydation des acides gras dans le muscle, le foie, ou le tissu adipeux (PPARa et CPT-1). D’autre part, L. laricina a également diminué les niveaux de glycémie et d’insuline, le ratio leptine/adiponectine, le gras rétropéritonéal et le poids corporel. Ces effets ont été observés en conjonction avec une augmentation de la dépense énergétique: hausse de température à la surface de la peau (prévention) et amélioration de la fonction mitochondriale et de la synthèse d'ATP (traitement). En conclusion, l’utilisation de P. balsamifera, salicortin et L. laricina comme des traitements alternatifs et culturellement adaptés aux CEI représente une contribution importante dans la prévention et le traitement de l’obésité et du diabète.

Le rôle des apoB-lipoprotéines sur la clairance des gras dans le tissu adipeux blanc sous-cutané humain

OBJECTIF: La mauvaise clairance des lipoprotéines riches en triglycérides par le tissu adipeux blanc (TAB) entraîne l’hypertriglycéridémie, la résistance à l’insuline et la sécrétion hépatique d’apolipoprotéine B (apoB). Ce mémoire tente de déterminer si le LDL entraîne une clairance réduite des lipoprotéines riches en triglycérides par le TAB. MÉTHODES/RÉSULTATS: Suivant l’ingestion d’un repas riche en gras marqué à la trioléine-13C, des femmes obèses postménopausées avec apoB plasmatique élevé (> médiane 0.93 g/L, N=22, 98% sous forme de IDL/LDL) avaient une clairance réduite de triglycérides-13C et acides gras non-estérifiés-13C (AGNE), comparées à celles avec un apoB plus bas. L'aire sous la courbe à 6 heures des triglycérides-13C et AGNE-13C plasmatiques corrélait avec l'apoB, suggérant une moindre captation dans les tissus périphériques chez les femmes avec apoB élevé. Ex vivo, suivant une incubation de 4 heures de biopsies de TAB avec de la trioléine-3H, l’apoB des patientes corrélait négativement avec les lipides-3H intracellulaires. Le traitement des biopsies de TAB des participantes avec leur propre LDL menait à une réduction de l’hydrolyse et de la captation de la trioléine-3H et à l’accumulation d’AGNE-3H dans le médium. In vitro, le LDL inhibait l’activité de la LPL. De plus, les adipocytes 3T3-L1 différenciés en présence de LDL avaient une hydrolyse et une captation réduite des lipoprotéines riches en trioléine-3H. CONCLUSION: Ce mémoire suggère que le LDL diminue la clairance des lipoprotéines riches en triglycérides par le TAB humain, ce qui pourrait expliquer la résistance à l’insuline observée chez des sujets avec apoB élevé.

Les mécanismes de régulation du métabolisme lipidique par les peptides QRFP (pyroglutamylated RF-amide peptides)

Plusieurs cibles thérapeutiques dans le développement de médicaments contre l’obésité visent une diminution de l’appétit et de la masse adipeuse et à augmenter la dépense énergétique. L’appétit et le métabolisme énergétique sont régulés par certains neuropeptides qui agissent au niveau du système nerveux central, notamment dans l’hypothalamus. Parmi ces neuropeptides, les peptides RF-amide ou QRFP (pyroglutamylated RF-amide peptides), ainsi nommés par la présence du motif conservé Arg-Phe-NH2 dans le domaine C-terminal, induisent une hyperphagie et une augmentation de la masse adipeuse lorsqu’administrés par voie centrale. Les formes bioactives de ces peptides comprennent principalement 43 (QRFP-43) et 26 (QRFP-26) acides aminés. Outre les peptides QRFP, leurs récepteurs, les GPR103 de la famille des récepteurs à 7 passages transmembranaires couplés aux protéines G, sont exprimés dans l’hypothalamus. Plus récemment, des études ont montré la sécrétion de ces neuropeptides, et la présence du GPR103, dans le tissu adipeux. Cependant, le rôle de la voie signalétique (QRFP/GPR103) dans la régulation du métabolisme lipidique au niveau périphérique est peu connu. Les travaux de cette thèse ont porté sur la caractérisation des effets adipogéniques périphériques des neuropeptides QRFP. En premier lieu, nos travaux ont montré que les adipocytes 3T3-L1 et les adipocytes murins isolés des dépôts adipeux blancs expriment le prépro-QRFP et uniquement le récepteur GPR103B, un des deux sous-types de récepteurs présents chez la souris. De plus, nous avons montré que l’expression du récepteur est régulée par une diète riche en lipides réduisant l’expression du prépro-QRFP, mais augmentant celle du GPR103B dans les dépôts lipidiques. Chez l’humain, les adipocytes de l’omentum expriment autant le GPR103 que le prépro-QRFP. Nous avons de plus étudié la fonctionnalité du GPR103B dans les adipocytes 3T3-L1 par l’utilisation d’ARN interférents. Nous avons observé que ce récepteur médie les effets adipogéniques des QRFPs en augmentant l’expression du récepteur nucléaire PPAR-gamma (peroxisome proliferator-activated receptor gamma) et le facteur de transcription C/EBP-alpha (CCAAT-enhancer binding protein alpha) résultant en une accumulation des triglycérides. Nous avons aussi mis en évidence les effets anti-lipolytiques des QRFPs. En effet, les QRFP inhibent fortement la lipolyse induite avec l’isoprotérénol. L’étude des mécanismes moléculaires à l’origine des effets anti-lipolytiques du QRFP-43 a montré l’activation de la voie de signalisation PI3-K/PKB (phosphatidylinositol 3-kinase/protéine kinase B) en réponse à la stimulation du GPR103B. La réponse anti-lipolytique induite par le QRFP-43 est associée à une diminution de la phosphorylation de la périlipine A (PLIN1a) et de la lipase hormono-sensible (HSL). Nos études ont élucidé les mécanismes conduisant à l’inhibition de la phosphorylation de la PLIN1a en réponse à l’activation du GPR103B, impliquant l’inhibition de la migration de la cavéoline 1 et de la sous unité catalytique de la protéine kinase A (PKA) au niveau des gouttelettes lipidiques, ainsi que l’inhibition de l’activité des Src kinases et de la protéine kinase C (PKC). En conclusion, nos travaux ont montré que les QRFP-43 et -26 exercent un effet adipogénique et anti-lipolytique dans les adipocytes, mettant ainsi en évidence le rôle des neuropeptides QRFPs dans la régulation du métabolisme lipidique au niveau adipocytaire.

Evidence of a possible role for Lys-gamma 3-MSH in the regulation of adipocyte function

Lys-gamma 3-MSH is a melanocortin peptide derived from the C-terminal of the 16 kDa fragment of POMC. The physiological role of Lys-gamma 3-MSH is unclear, although it has previously been shown that, although not directly steroidogenic, it can act to potentiate the steroidogenic response of adrenal cortical cells to ACTH. This synergistic effect appears to be correlated with an ability to increase the activity of hormone sensitive lipase (HSL) and therefore the rate of cholesterol ester hydrolysis. Ligand binding studies have suggested that high-affinity binding sites for Lys-gamma 3-MSH exist in the adrenal gland and a number of other rat tissues that express HSL, including adipose, skeletal muscle and testes. To investigate the hypothesis that Lys-gamma 3-MSH may play a wider role in cholesterol and lipid metabolism, we tested the effect of Lys-gamma 3-MSH on lipolysis, an HSL-mediated process, in 3T3-L1 adipocytes. In comparison with other melanocortin peptides, Lys-gamma 3-MSH was found to be a potent stimulator of lipolysis. It was also able to phosphorylate HSL at key serine residues and stimulate the hyper-phosphorylation of perilipin A. The receptor through which the lipolytic actions of Lys-gamma 3-MSH are being mediated is not clear. Attempts to characterise this receptor suggest that either the pharmacology of the melanocortin receptor 5 in 3T3-L1 adipocytes is different from that described when expressed in heterologous systems or the possibility that a further, as yet uncharacterised, receptor exists.

Short-Term Modulation of Extracellular Signal-Regulated Kinase 1/2 and Stress-Activated Protein Kinase/c-Jun NH2-Terminal Kinase in Pancreatic Islets by Glucose and Palmitate Possible Involvement of Ceramide

Objectives: The effect of glucose and palmitate on the phosphorylation of proteins associated with cell growth and survival (extracellular signal-regulated kinase 1/2 [ERK1/2] and stress-activated protein kinase/c-Jun NH2-terminal kinase [SAPK/JNK]) and on the expression of immediate early genes was investigated. Methods: Groups of freshly isolated rat pancreatic islets were incubated in 10-mmol/L glucose with palmitate, LY294002, or fumonisin B1 for the measurement of the phosphorylation and the content of ERK1/2, JNK/SAPK, and v-akt murine thymoma viral oncongene (AKT) (serine 473) by immunoblotting. The expressions of the immediate early genes, c-fos and c-jun, were evaluated by reverse transcription-polymerase chain reaction. Results: Glucose at 10 mmol/L induced ERK1/2 and AKT phosphorylations and decreased SAPK/JNK phosphorylation. Palmitate (0.1 mmol/L) abolished the glucose effect on ERK1/2, AKT, and SAPK/JNK phosphorylations. LY294002 caused a similar effect. The inhibitory effect of palmitate on glucose-induced ERK1/2 and AKT phosphorylation changes was not observed in the presence of fumonisin B1. Glucose increased c-fos and decreased c-jun expressions. Palmitate and LY294002 abolished these latter glucose effects. The presence of fumonisin B1 abolished the effect induced by palmitate on c-jun expression. Conclusions: Our results suggest that short-term changes of mitogen-activated protein kinase and AKT signaling pathways and c-fos and c-jun expressions caused by glucose are abolished by palmitate through phosphatidylinositol 3-kinase inhibition via ceramide synthesis.

Soybean and sunflower oil-induced insulin resistance correlates with impaired GLUT4 protein expression and translocation specifically in white adipose tissue

Free fatty acids are known for playing a crucial role in the development of insulin resistance. High fat intake is known for impairing insulin sensitivity; however, the effect of vegetable-oil injections have never been investigated. The present study investigated the effects of daily subcutaneous injections (100 mu L) of soybean (SB) and sunflower (SF) oils, during 7 days. Both treated groups developed insulin resistance as assessed by insulin tolerance test. The mechanism underlying the SB- and SF-induced insulin resistance was shown to involve GLUT4. In SB- and SF-treated animals, the GLUT4 protein expression was reduced similar to 20% and 10 min after an acute it? vivo stimulus with insulin, the plasma membrane GLUT4 content was similar to 60% lower in white adipose tissue (WAT). No effects were observed in skeletal muscle. Additionally, both oil treatments increased mainly the content of palmitic acid (similar to 150%) in WAT, which can contribute to explain the GLUT4 regulations. Altogether, the present study collects evidence that those oil treatments might generate insulin resistance by targeting GLUT4 expression and translocation specifically in WAT. These alterations are likely to be caused due to the specific local increase in saturated fatty acids that occurred as a consequence of oil daily injections. Copyright (C) 2010 John Wiley & Sons, Ltd.

Obesity induced by high-fat diet promotes insulin resistance in the ovary

Besides the effects on peripheral energy homeostasis, insulin also has an important role in ovarian function. Obesity has a negative effect on fertility, and may play a role in the development of the polycystic ovary syndrome in susceptible women. Since insulin resistance in the ovary could contribute to the impairment of reproductive function in obese women, we evaluated insulin signaling in the ovary of high-fat diet-induced obese rats. Female Wistar rats were submitted to a high-fat diet for 120 or 180 days, and the insulin signaling pathway in the ovary was evaluated by immunoprecipitation and immunoblotting. At the end of the diet period, we observed insulin resistance, hyperinsulinemia, an increase in progesterone serum levels, an extended estrus cycle, and altered ovarian morphology in obese female rats. Moreover, in female obese rats treated for 120 days with the high-fat diet, the increase in progesterone levels occurred together with enhancement of LH levels. The ovary from high-fat-fed female rats showed a reduction in the insulin receptor substrate/phosphatidylinositol 3-kinase/AKT intracellular pathway, associated with an increase in FOXO3a, IL1B, and TNF alpha protein expression. These changes in the insulin signaling pathway may have a role in the infertile state associated with obesity. Journal of Endocrinology (2010) 206, 65-74

Depot-specific modulation of adipokine levels in rat adipose tissue by diet-induced obesity: The effect of aerobic training and energy restriction

The present study examined the effects of aerobic training and energy restriction on adipokines levels in mesenteric (MEAT) and retroperitoneal (RPAT) white adipose tissue from obese rats. Male Wistar rats were fed with standard laboratory diet (Control group) or high fat diet (HFD). After 15 weeks, HFD rats were randomly assigned to the following groups: rats submitted to HFD, which were sedentary (sedentary HFD, n = 8) or trained (trained HFD, n = 8); or submitted to energy-restriction (ER), which were sedentary (sedentary ER, n = 8) or trained (trained ER, n = 8). Trained rats ran on a treadmill at 55% VO(2max) for 60 min/day, 5 days/week, for 10 weeks. ER rats were submitted to a reduction of 20% daily caloric ingestion compared to the Control group. ER and aerobic training decreased body weight, MEAT and RPAT absolute weight, and fat mass. IL-6, IL-10 and TNF-alpha levels were decreased and adiponectin did not change in RPAT in response to ER protocol. On the other hand, ER and the aerobic training protocol decreased IL-6, TNF-alpha and adiponectin levels in MEAT. Absolute MEAT weight showed a positive correlation with IL-6 (r = 0.464), INF-alpha (r = 0.508); and adiponectin (r = 0.342). These results suggest a tissue-specific heterogeneous response in adipokines level. The combination of the protocols (aerobic training and energy restriction) did not induce an enhanced effect. Published by Elsevier Ltd.

Modulation of thyroid hormone receptors, TR alpha and TR beta, by using different doses of triiodothyronine (T3) at different times

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)