Étude du rôle de la lipase hormono-sensible dans le métabolisme du cholestérol dans le testicule de cobaye et de vison

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Étude du rôle de la lipase hormono-sensible dans le métabolisme du cholestérol dans le testicule de cobaye et de vison

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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.

Monoacylglycerol, alpha/beta-hydrolase domain-6, and the regulation of insulin secretion and energy metabolism

Le cycle glycérolipides/acides gras libres (GL/FFA) est une voie métabolique clé qui relie le métabolisme du glucose et des acides gras et il est composé de deux processus métaboliques appelés lipogenèse et lipolyse. Le cycle GL/FFA, en particulier la lipolyse des triglycérides, génère diverses molécules de signalisation pour réguler la sécrétion d'insuline dans les cellules bêta pancréatiques et la thermogenèse non-frissonnante dans les adipocytes. Actuellement, les lipides provenant spécifiquement de la lipolyse impliqués dans ce processus sont mal connus. L’hydrolyse des triglycérides dans les cellules β est réalisée par les actions successives de la triglycéride lipase adipocytaire pour produire le diacylglycérol, ensuite par la lipase hormono-sensible pour produire le monoacylglycérol (MAG) et enfin par la MAG lipase (MAGL) qui relâche du glycerol et des acides gras. Dans les cellules bêta, la MAGL classique est très peu exprimée et cette étude a démontré que l’hydrolyse de MAG dans les cellules β est principalement réalisée par l'α/β-Hydrolase Domain-6 (ABHD6) nouvellement identifiée. L’inhibition d’ABHD6 par son inhibiteur spécifique WWL70, conduit à une accumulation des 1-MAG à longues chaines saturées à l'intérieur des cellules, accompagnée d’une augmentation de la sécrétion d'insuline stimulée par le glucose (GSIS). Baisser les niveaux de MAG en surexprimant ABHD6 dans la lignée cellulaire bêta INS832/13 réduit la GSIS, tandis qu’une augmentation des niveaux de MAG par le « knockdown » d’ABHD6 améliore la GSIS. L'exposition aiguë des monoacylglycérols exogènes stimule la sécrétion d'insuline de manière dose-dépendante et restaure la GSIS supprimée par un inhibiteur de lipases appelé orlistat. En outre, les souris avec une inactivation du gène ABHD6 dans tous les tissus (ABHD6-KO) et celles avec une inactivation du gène ABHD6 spécifiquement dans la cellule β présentent une GSIS stimulée, et leurs îlots montrent une augmentation de la production de monoacylglycérol et de la sécrétion d'insuline en réponse au glucose. L’inhibition d’ABHD6 chez les souris diabétiques (modèle induit par de faibles doses de streptozotocine) restaure la GSIS et améliore la tolérance au glucose. De plus, les résultats montrent que les MAGs non seulement améliorent la GSIS, mais potentialisent également la sécrétion d’insuline induite par les acides gras libres ainsi que la sécrétion d’insuline induite par divers agents et hormones, sans altération de l'oxydation et l'utilisation du glucose ainsi que l'oxydation des acides gras. Nous avons démontré que le MAG se lie à la protéine d’amorçage des vésicules appelée Munc13-1 et l’active, induisant ainsi l’exocytose de l'insuline. Sur la base de ces observations, nous proposons que le 1-MAG à chaines saturées agit comme facteur de couplage métabolique pour réguler la sécrétion d'insuline et que ABHD6 est un modulateur négatif de la sécrétion d'insuline. En plus de son rôle dans les cellules bêta, ABHD6 est également fortement exprimé dans les adipocytes et son niveau est augmenté avec l'obésité. Les souris dépourvues globalement d’ABHD6 et nourris avec une diète riche en gras (HFD) montrent une faible diminution de la prise alimentaire, une diminution du gain de poids corporel et de la glycémie à jeun et une amélioration de la tolérance au glucose et de la sensibilité à l'insuline et ont une activité locomotrice accrue. En outre, les souris ABHD6-KO affichent une augmentation de la dépense énergétique et de la thermogenèse induite par le froid. En conformité avec ceci, ces souris présentent des niveaux élevés d’UCP1 dans les adipocytes blancs et bruns, indiquant le brunissement des adipocytes blancs. Le phénotype de brunissement est reproduit dans les souris soit en les traitant de manière chronique avec WWL70 (inhibiteur d’ABHD6) ou des oligonucléotides anti-sense ciblant l’ABHD6. Les tissus adipeux blanc et brun isolés de souris ABHD6-KO montrent des niveaux très élevés de 1-MAG, mais pas de 2-MAG. L'augmentation des niveaux de MAG soit par administration exogène in vitro de 1-MAG ou par inhibition ou délétion génétique d’ABHD6 provoque le brunissement des adipocytes blancs. Une autre évidence indique que les 1-MAGs sont capables de transactiver PPARα et PPARγ et que l'effet de brunissement induit par WWL70 ou le MAG exogène est aboli par les antagonistes de PPARα et PPARγ. L’administration in vivo de l’antagoniste de PPARα GW6471 à des souris ABHD6-KO inverse partiellement les effets causés par l’inactivation du gène ABHD6 sur le gain de poids corporel, et abolit l’augmentation de la thermogenèse, le brunissement du tissu adipeux blanc et l'oxydation des acides gras dans le tissu adipeux brun. L’ensemble de ces observations indique que ABHD6 régule non seulement l’homéostasie de l'insuline et du glucose, mais aussi l'homéostasie énergétique et la fonction des tissus adipeux. Ainsi, 1-MAG agit non seulement comme un facteur de couplage métabolique pour réguler la sécrétion d'insuline en activant Munc13-1 dans les cellules bêta, mais régule aussi le brunissement des adipocytes blancs et améliore la fonction de la graisse brune par l'activation de PPARα et PPARγ. Ces résultats indiquent que ABHD6 est une cible prometteuse pour le développement de thérapies contre l'obésité, le diabète de type 2 et le syndrome métabolique.

Caractérisation de l'adipogenèse et des voies de la lipolyse dans les cellules adipocytaires normales et déficientes en lipases

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Caractérisation de l'adipogenèse et des voies de la lipolyse dans les cellules adipocytaires normales et déficientes en lipases

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les transporteurs sélectifs de cholestérol SR-BI, SR-BII, CD36 et ABCA1 contribuent au maintien de l’homéostasie du cholestérol intratesticulaire

Le testicule assure la production des spermatozoïdes et la sécrétion de la testostérone. Chaque fonction est assumée par un compartiment cellulaire distinct: l’épithélium séminifère et le tissu interstitiel. Le cholestérol, présent dans les deux compartiments, est un composé indispensable aux membranes cellulaires et un précurseur essentiel de la testostérone. Dans le compartiment interstitiel, environ 40 % du cholestérol utilisé pour la production hormonale est importé du sang à partir des lipoprotéines HDL et/ou LDL. Dans l’épithélium séminifère, la cellule de Sertoli assure le contrôle et le maintien de la spermatogenèse. Elle a la capacité de synthétiser du cholestérol à partir de l’acétate in vitro, néanmoins, il n’y a pas d’évidence qu’elle le fait in vivo. De plus il existe, au niveau des tubules séminifères, une barrière hémato-testiculaire qui empêche le libre passage de plusieurs composés sanguins, y compris le cholestérol. Nous avons testé l’hypothèse qu’il existe des moyens d’importation du cholestérol sanguin, mais aussi l’exportation du cholestérol intra-tissulaire, qui contourneraient cette barrière et qui contribueraient au maintien du taux intratubulaire du cholestérol compatible avec le bon déroulement de la spermatogenèse. Nous avons comparé les taux de variation de l’expression de l’ARNm et de la protéine des transporteurs sélectifs de cholestérol SR-BI, SR-BII, CD36 et ABCA1 aux taux de variation du cholestérol libre et estérifié au cours de la spermatogenèse chez les souris normales durant le développement postnatal. Afin de mieux apprécier le niveau d’implication de chacun de ces récepteurs, nous avons examiné comment la suppression du gène d’une enzyme comme la lypase hormono-sensible (HSL) ou de celui d’un transporteur de cholestérol comme SR-BI, CD36 ou NPC1 était compensée et comment cette suppression affectait le taux de cholestérol libre et estérifié dans chacun des deux compartiments cellulaires du testicule. Nous avons dans un premier temps mis au point une nouvelle technique d’isolation des testicules en fraction enrichie en tissu interstitiel (ITf) et en tubules séminifères (STf) qui a l’avantage de mieux préserver l’intégrité des formes phosphorylées et glycosylées des protéines comparée aux techniques préexistantes. Les résultats de nos analyses ont montré que l’expression de SR-BI et CD36 étaient maximales dans les ITf au moment où les souris ont complété leur maturité sexuelle et où le niveau de synthèse de la testostérone était maximal. Dans les tubules séminifères, l’expression maximale de SR-BI et le taux le plus élevé de cholestérol estérifié étaient mesurés de façon concomitante à 35 jours après la naissance, au moment où la première vague de l’activité spermatogénétique était complétée. L’expression de l’ABCA1 était maximale au moment où le taux de cholestérol était élevé et minimale au moment où le taux de cholestérol était le plus bas, alors que le niveau d’expression de CD36 était maximal chez l’adulte au moment où le taux de spermiation était le plus élevé. L’expression de SR-BII variait peu dans les deux compartiments cellulaires durant le développement. La suppression génétique de la HSL et de NPC1, qui cause une infertilité chez les souris mâles, était accompagnée d’une accumulation de cholestérol libre et estérifié dans les tubules séminifères. Par contre, la suppression génétique de SR-BI et CD36, qui ne causent pas d’infertilité chez les souris mâles était sans impact significatif sur le taux de cholestérol intratubulaire. Nous avons montré que l’invalidation génétique d’un transporteur sélectif ou d’une enzyme du métabolisme du cholestérol était accompagnée d’un ensemble de mécanismes de compensation visant à maintenir le taux de cholestérol libre aux niveaux semblables à ceux mesurés dans les fractions tissulaires de souris normales. Ensemble, nos résultats ont montré que l’expression des transporteurs sélectifs de cholestérol SR-BI, SR-BII, CD36 et ABCA1 variait en fonction de la spermatogenèse et du taux intratesticulaire du cholestérol suggérant leur contribution au maintien de l’homéostasie du cholestérol intratesticulaire.

Produção de lipase pelo fungo Myceliophthora sp. F. 2.1.4, caracterização e imobilização da solução enzimática bruta

Pós-graduação em Microbiologia - IBILCE

A gene encoding a new cold-active lipase from an Antarctic isolate of Penicillium expansum

Cold-active lipases are of significant interest as biocatalysts in industrial processes. We have identified a lipase that displayed activity towards long carbon-chain-p-nitrophenyl substrates (C12–C18) at 25 °C from the culture supernatant of an Antarctic Penicillium expansum strain assigned P. expansum SM3. Zymography revealed a protein band of around 30 kDa with activity towards olive oil. DNA fragments of a lipase gene designated as lipPE were isolated from the genomic DNA of P. expansum SM3 by genomic walking PCR. Subsequently, the complete genomic lipPE gene was amplified using gene-specific primers designed from the 5′- and 3′-regions. Reverse transcription PCR was used to amplify the lipPE cDNA. The deduced amino acid sequence consisted of 285 residues that included a predicted signal peptide. Three peptides identified by LC/MS/MS analysis of the proteins in the culture supernatant of P. expansum were also present in the deduced amino acid sequence of the lipPE gene suggesting that this gene encoded the lipase identified by initial zymogram activity analysis. Full analysis of the nucleotide and the deduced amino acid sequences indicated that the lipPE gene encodes a novel P. expansum lipase. The lipPE gene was expressed in E. coli for further characterization of the enzyme with a view of assessing its suitability for industrial applications.

Effects of four different single exercise sessions on lipids, lipoproteins, and lipoprotein lipase

The purpose of this study was to determine the threshold of exercise energy expenditure necessary to change blood lipid and lipoprotein concentrations and lipoprotein lipase activity (LPLA) in healthy, trained men. On different days, 11 men (age, 26.7 +/- 6.1 yr; body fat, 11.0 +/- 1.5%) completed four separate, randomly assigned, submaximal treadmill sessions at 70% maximal O-2 consumption. During each session 800, 1,100, 1,300, or 1,500 kcal were expended. Compared with immediately before exercise, high-density lipoprotein cholesterol (HDL-C) concentration was significantly elevated 24 h after exercise (P < 0.05) in the 1,100-, 1,300-, and 1,500-kcal sessions. HDL-C concentration was also elevated (P < 0.05) immediately after and 48 h after exercise in the 1,500-kcal session. Compared with values 24 h before exercise, LPLA. was significantly greater (P < 0.05) 24 h after exercise in the 1,100-, 1,300-, and 1,500-kcal sessions and remained elevated 48 h after exercise in the 1,500-kcal session. These data indicate that, in healthy, trained men, 1,100 kcal of energy expenditure are necessary to elicit increased HDL-C concentrations. These HDL-C changes coincided with increased LPLA.

Nearness and revealing : The edible veil of the sensible being.

Taking cues from the fragility and grace enfolded within Asian cuisine, this paper explores recent experimentation of an edible rice paper veil. The veil fashions a 'secondary skin', what Jeffery Schnapp the author of 'The Fabric of Modern Times', calls an "object for prosthetic shelf extension...bearing a uniquely intimate and direct relation to the human body" (Schnapp, 1997:197). The process reveals a layered material mutable to moisture and humidity, changing its elastic state in relation to body and surroundings. The moving, breathing, sweating surface of the body further modifies both veil and bodily experience drawing forth deeper emotional responses. The implications here offer a reciprocal affect, a revealing, where new materiality evokes the threshold to a new sensible being, one aware of the depth of material consciousness and inter-corporeal engagement, and which extends the relations between thinking and being of Heidegger and Shklovsky's seminal works.

Enzymatic activity other than lipase

In this chapter, enzymes (other than lipase) which are present in cream are discussed. The effects of heat treatments on the activities of these enzymes are described. The influence of residual enzyme activiv, remaining after heating, on cream quality is also discussed.

The ontogeny of serum immunoreactive pancreatic lipase and cationic trypsinogen in the premature human infant

We evaluated the development of the exocrine pancreas in 16 healthy preterm infants (29.3 ± 1.6 weeks). The infants were fed breast milk with formula supplements (n=8) or formula alone (n=8). Growth was monitored weekly for 12 weeks then at 3, 6, 9, 12 months. At the same intervals sera were determined for pancreatic lipase and cationic trypsinogen. In addition, cord blood samples were analysed from another 33 preterm (27.6 ± 5.2 weeks) and 75 healthy full-term infants. Serum pancreatic lipase in the cord blood of term (3.7 ± 0.4 μg/l) and preterm infants (1.8 ± 0.2 μg/l) was significantly below values reported for older children (10.5 ± 0.9 μg/l; p < 0.001). In the preterm infant, serum lipase was also significantly lower than values obtained at term (p < 0.001). At birth, serum trypsinogen for preterm (16.8 ± 1.3 μg/l) and term infants (23.3 ± 1.9 μg/l) were below those for older children (31.4 ± 3.7 μg/l; p < 0.05). Over the first 3 weeks of life, serum lipase and trypsinogen increased significantly. From 3 weeks to 12 months of age, serum trypsinogen values remained unchanged, but serum lipase increased dramatically after 10 weeks of age. Thus, at 6 and 12 months of age, the preterm infants had significantly higher serum lipase values than infants of the same age born at term. These two pancreatic enzymes appear to show independent age-related maturation in infants born before term. The rate of maturation of lipase appears to be accelerated by exposure to the extrauterine environment.

Serum immunoreactive pancreatic lipase and cationic trypsinogen for the assessment of exocrine pancreatic function in older patients with cystic fibrosis

Indirect and qualitative tests of pancreatic function are commonly used to screen patients with cystic fibrosis for pancreatic insufficiency. In an attempt to develop a more quantitative assessment, we compared the usefulness of measuring serum pancreatic lipase using a newly developed enzyme-linked immunosorbent immunoassay with that of cationic trypsinogen using a radioimmunoassay in the assessment of exocrine pancreatic function in patients with cystic fibrosis. Previously, we have shown neither lipase nor trypsinogen to be of use in assessing pancreatic function prior to 5 years of age because the majority of patients with cystic fibrosis in early infancy have elevated serum levels regardless of pancreatic function. Therefore, we studied 77 patients with cystic fibrosis older than 5 years of age, 41 with steatorrhea and 36 without steatorrhea. In addition, 28 of 77 patients consented to undergo a quantitative pancreatic stimulation test. There was a significant difference between the steatorrheic and nonsteatorrheic patients with the steatorrheic group having lower lipase and trypsinogen values than the nonsteatorrheic group (P < .001). Sensitivities and specificities in detecting steatorrhea were 95% and 86%, respectively, for lipase and 93% and 92%, respectively, for trypsinogen. No correlations were found between the serum levels of lipase and trypsinogen and their respective duodenal concentrations because of abnormally high serum levels of both enzymes found in some nonsteatorrheic patients. We conclude from this study that both serum lipase and trypsinogen levels accurately detect steatorrhea in patients with cystic fibrosis who are older than 5 years but are imprecise indicators of specific pancreatic exocrine function above the level needed for normal fat absorption.