Cardiovasculaire Geneeskunde.nl

Transplantatie bruin vet verbetert obesitas en glucosemetabolisme

Liu X et al., Endocrinology. 2015

Brown adipose tissue transplantation reverses obesity in Ob/Ob mice.


Liu X, Wang S, You Y et al.
Endocrinology. 2015 Apr 1:en20141598. [Epub ahead of print]
 

Achtergrond

Naast wit vetweefsel hebben mensen en kleine zoogdieren ook bruin vetweefsel (BAT en bruin-in-wit (brite of beige) vetdepots [1,2]. Visceraal en subcutaan (SUB) WAT verschillen ook qua fysiologie: SUB adipocyten zijn groter dan viscerale [3] en SUB vet bevat meer mitochondrieën [4].
Recente bevindingen suggereren dat gewichtsverlies bereikt kan worden door het verhogen van het energieverbruik door activatie van BAT [5]. Transplantatie van BAT (trBAT) naar type 1 diabetes muizen deed klinische symptomen (hyperglycamie, verlies van adipositas en polyfagie) teniet, hetgeen een rol voor adipokinen van trBAT suggereert in glycaemische controle [6]. Van BAT transplantatie is ook aangetoond dat het energieverbruik en glucosehomeostase [7,8] verbetert het dat het obesitas als gevolg van een vetrijk dieet en vooraf bestaande obesitas teniet doet [8].
Leptine-deficiënte Ob/Ob muizen zijn een model om obesitas-geïnduceerde diabetes te bestuderen, omdat hun metabole fenotype op diabetes lijkt, inclusief hyperfagie, glucose-intolerantie en adipocyt hyperplasie. Als gevolg van BAT dysfunctie hebben deze muizen een lagere stofwisseling en hypothermie [9-10]. Deze studie onderzocht of BAT voordelen heeft in genetisch obese Ob/Ob muizen, via BAT transplantatie uit wild type muizen, naar de dorsale SUB regio van Ob/Ob muizen (6 weken oud).
 

Belangrijkste resultaten

  • BAT-getransplanteerde Ob/Ob muizen hadden meer gewichtstoename dan nep-geopereerde controle Ob/Ob muizen, al 3 weken na de transplantatie. BAT-getransplanteerde muizen hadden 11% minder totaal lichaamsvet dan controlemuizen. SUB vetweefsel, maar niet epididymis, endogeen BAT of leverweefsel was verminderd na trBAT.
  • TrBAT deed de hepatische steatose normaal gezien in Ob/Ob muizen geheel teniet. Genexpressie van PPARγ2 en TNFα in de lever was lager, en van PGC1α, dat genen die levervetzuurmetabolimse regulern, was het verhoogd, terwijl de expressie van andere genen betrokken bij vetzuurmetabolisme onveranderd was.
    Lever triglyceriden (TG) inhoud en circulerende TG, cholesterol en LDL waren significant lager na BAT transplantatie.
  • Een glucose tolerantietest liet zien dat BAT transplantatie insulinesensitiviteit verbeterde.
  • Indirecte calorimetrie liet zien dat zuurstofconsumptie significant hoger was in BAT-getransplanteerde muizen, met onveranderde energie-inname. TrBAT leidde ook tot hogere fysieke activiteit.
  • Expressie van genen gerelateerd aan mitochondriële biogenese en thermogenese waren opvallend verhoogd in endogeen BAT, maar niet in epididymaal of SUB vet na trBAT. Ook expressie van andere genen en mitochondriële eiwitten suggereert verhoogde endogene BAT activiteit.
  • TrBAT had sommige van de moleculaire eigenschappen verloren. Daarom is het het meest waarschijnlijk dat de activatie van endogeen BAT, mogelijk via adiponectine, in plaats van de metabole activiteit van trBAT zelf, het totale lichaamsenergiemetabolisme verandert.
 

Conclusie

Als endocrien orgaan krijgt BAT tegenwoordig veel aandacht als potentieel nieuw therapeutisch target voor obesitas en gerelateerde ziekten. Specifieker is het stimuleren van BAT activiteit en/of het verhogen van de hoeveelheid BAT voor de preventie en behandeling van obesitas en metabool syndroom onderwerp van onderzoek.
Deze studie liet zien dat transplantatie van BAT lichaamsgewicht en vettoename verbeterede in leptine-deficiënte obese muizen. BAT transplantatie verhoogde de activiteit van endogene BAT, waardoor het hele lichaamsenergiemetabolisme verbeterde en ook glucosehaemostase. In aanvulling op beter energieverbruik en thermogene capaciteit, was vetzuuroxidatie-gerelateerde genexpressie ook verhoogd in endogene BAT.
 
Vind dit artikel online bij Endocrinology
 

Referenties

1. Tran TT, Kahn CR. Transplantation of adipose tissue and stem cells: role in metabolism and disease. Nature Reviews Endocrinology. 2010;6:195–213.
2. Walden TB, Hansen IR, Timmons JA, et al. Recruited vs. nonrecruited molecular signatures of brown, “brite,” and white adipose tissues. American journal of physiology Endocrinology and metabolism. 2012;302:E19–31.
3. Reynisdottir S, Dauzats M, Thorne A, Langin D. Comparison of hormone-sensitive lipase activity visceral and subcutaneous human adipose tissue. J Clin Endocrinol Metab. 1997;82:4162–4166.
4 Okamoto Y, Higashiyama H, Rong JX, et al. Comparison of mitochondrial and macrophage content between subcutaneous and visceral fat in db/db mice. Exp Mol Pathol. 2007;83:73–83.
5. WuJ, Bostrom P, Sparks LM, et al. Beige adipocytes are a distinct type of thermogenic fat cell in mouse and human. Cell. 2012;150:366–376.
6. Gunawardana SC, PistonDW. Reversal of type 1 diabetes in mice by brown adipose tissue transplant. Diabetes. 2012;61:674–682.
7. Stanford KI, Middelbeek RJ, Townsend KL, et al. Brown adipose tissue regulates glucose homeostasis and insulin sensitivity. J Clin Invest. 2012;
8. Liu X, Zheng Z, Zhu X, et al. Brown adipose tissue transplantation improves whole-body energy metabolism. Cell Res. 2013;23:851–854.
9. Dubuc PU, Wilden NJ, Carlisle HJ. Fed and fasting thermoregulation in ob/ob mice. Ann Nutr Metab. 1985;29:358–365.
10. Batt RA, Hambi M. Development of the hypothermia in obese mice (genotype ob/ob). Int J Obes. 1982;6:391–397.