Academic literature on the topic 'Lipase hormono-sensible'

La lipase hormono-sensible (lhs) est une enzyme clef du metabolisme lipidique. Exprimee dans le tissu adipeux, elle regule la production d'acides gras. En periode de restriction calorique, l'hydrolyse des triglycerides en acides gras libres couvre la majeure partie des besoins energetiques de l'organisme. Les etudes sur une variation de l'expression de la lhs sont tres peu nombreuses. Pourtant, le caractere limitant de la lhs suggere que toute variation de son expression pourrait avoir une repercussion sur la capacite de mobilisation du tissu adipeux. D'autres isoformes de la lhs sont exprimes dans les tissus steroidogeniques comme les testicules. Mon travail de these a consiste a etudier les mecanismes moleculaires controlant l'expression des lhs adipocytaire et testiculaire. Le traitement d'adipocytes par un analogue stable de l'ampc ou un ester de phorbol entraine une diminution des arnm et de l'activite enzymatique de la lhs. Le promoteur de la lhs adipocytaire humaine a ete clone. Un nouvel exon 5' non traduit contenant le point de debut de transcription a ete caracterise. Differentes constructions de la region promotrice ont ete transfectees dans plusieurs modeles cellulaires. Le promoteur minimal est contenu dans 86 pb. Deux sites d'hypersensibilite a la dnasel sont presents dans cette region ainsi que dans le second intron. Un epissage alternatif du pre-arnm aboutissant a l'exclusion de l'exon du site catalytique a ete identifie. La forme epissee est retrouvee dans la plupart des tissus exprimant la lhs. La proteine est catalytiquement inactive mais reste phosphorylable par la proteine kinase a'. L'epissage alternatif, present dans l'espece humaine, est absent dans les autres especes etudiees. Une region de 247 pb, incluant l'exon episse et 19 pb de la partie 5' de l'intron 6, est responsable de cette specificite. La forme testiculaire de la lhs humaine se caracterise par une region nh2-terminale specifique codee par un exon situe 15 kb en amont du premier exon codant adipocytaire. La region promotrice en amont de l'exon testiculaire a ete etudiee in vivo par transgenese. Les sequences responsables de la specificite d'expression sont contenues dans les 524 premieres pb. Ce travail va permettre une etude plus precise des regulations transcriptionnelle et post-transcriptionnelle du gene de la lhs.

Ce manuscrit est premièrement axé sur la régulation de l'expression de la protéine découplante 3 (UCP3). UCP3 est une protéine découplante de la membrane interne mitochondriale exclusivement exprimée ou presque dans les muscles squelettiques chez l'Homme et potentiellement impliquée dans le métabolisme des acides gras. Des souris portant le gène UCP3 humain entier ou en partie ont été créés par transgenèse additive dans le but de délimiter les séquences responsables de la spécificité musculaire d'expression. Nous avons identifié une séquence intronique de 600 pb qui confère l'expression musculaire in vivo. Dans une deuxième partie, une étude des conséquences fonctionnelles d'une altération des capacités lipolytiques du tissu adipeux a été réalisée chez la souris. La lipolyse adipocytaire est en partie assurée par la lipase hormono-sensible (LHS). L'expression et l'activité de la LHS sont diminuées dans le tissu adipeux du sujet obèse et/ou insulino-résistant. Nous avons développé des modèles animaux d'inhibition génique et pharmacologique de la LHS chez lesquels nous avons caractérisé le métabolisme énergétique, l'insulino-sensibilité et l'inflammation du tissu adipeux. La diminution des capacités lipolytiques est accompagnée d'une amélioration de la sensibilité à l'insuline et d'une modification du métabolisme des acides gras dans ces deux modèles. L'inflammation du tissu adipeux, reconnue comme facteur modulateur de l'insulino-sensibilité, ne semble pas être impliquée dans ce phénotype
In a first part, this study focuses on the regulation of the expression of the uncoupling protein-3 (UCP3). UCP3 is an inner mitochondrial protein almost exclusively expressed in skeletal muscle in human which could be implicated in fatty acid metabolism. A transgenesis approach has been used to create animal bearing all or part of the UCP3 gene in order to delineate the sequences responsible for the muscle specific expression. A 600 bp sequence of the human UCP3 intron 1 gene has been identified which confers the muscular expression in vivo. The second part of this study is dedicated to the functional consequences of the alteration of lipolytic capacities in mouse adipose tissue. Adipocyte lipolysis is partly achieved by the hormone sensitive-lipase (HSL). HSL expression and activity is altered in adipose tissue of obese and/or insulin resistant subjects. We developed mouse models of genetic and pharmacological inhibition of HSL. Reduction of lipolytic capacity was associated with an improvement of insulin sensitivity and fatty acid metabolism in both animal models. Adipose tissue inflammation, that is a well known modulator of insulin sensitivity, did not seem to be involved in this phenotype

Le développement d'une résistance à l'action de l'insuline est fréquemment observée au cours de l'obésité et est à l'origine du diabète de type 2. L'amélioration du signal insulinique au sein de la cellule adipeuse (i.e adipocyte) est une stratégie thérapeutique intéressante en vue d'améliorer la sensibilité à l'insuline systémique de patients pré-diabétiques et diabétiques. Dans cette optique, l'inhibition de la lipase hormono-sensible (LHS) adipocytaire (enzyme responsable de la libération d'acides gras par le tissu adipeux) protège de l'insulino-résistance. Les mécanismes impliqués dans l'amélioration de la sensibilité à l'insuline n'étaient cependant pas encore connus. Mon travail de thèse a donc été axé sur l'identification des mécanismes liant l'inhibition de la LHS et l'amélioration de la sensibilité à l'insuline. Dans des adipocytes humains, l'invalidation de la LHS augmente le transport du glucose, la voie de la lipogenèse de novo (synthèse d'acides gras à partir du glucose) et le signal insulinique. Parmi les enzymes lipogéniques, l'élongase des acides gras à longue chaîne ELOVL6 voit son expression très fortement induite in vitro et in vivo lors d'une déficience pour la LHS, conduisant à un enrichissement en oléate des phospholopides et des triglycérides. L'invalidation d'ELOVL6 dans des adipocytes humains a permis de démontrer le rôle clé de l'élongase dans la médiation des effets bénéfiques de l'invalidation de la LHS. In vivo, une déficience pour ELOVL6 conduit également à une détérioration du signal insulinique dans le tissu adipeux. Dans des études cliniques, l'expression d'ELOVL6 s'effondre au cours de l'insulino-résistance et est restaurée après une chirurgie bariatrique. L'enrichissement en oléate dans les phospholipides par ELOVL6 est responsable des effets protecteurs de l'inhibition de la LHS sur le signal insulinique. Des adipocytes surexprimant ELOVL6 présentent d'ailleurs une augmentation de la fluidité membranaire associée à une amélioration du signal insulinique. Dans le foie, ELOVL6 est une cible du facteur de transcription ChREBP. ChREBP adipocytaire, notamment l'isoforme ChREBPß, a récemment été mis en évidence pour son rôle déterminant sur la sensibilité à l'insuline systémique. Chez l'Homme, nous avons observé in vitro et in vivo d'étroites corrélations positives entre les expressions adipocytaires de ChREBPß et d'ELOVL6. L'inhibition simultanée de la LHS et ChREBP réduit fortement l'expression d'ELOVL6 et annule l'enrichissement en oléate des phospholipides ainsi que l'amélioration du signal insulinique. De manière particulièrement intéressante, nous avons mis en évidence qu'une interaction physique entre la LHS et ChREBP inhibe la translocation nucléaire du facteur et son activité transcriptionnelle. L'activité catalytique de la LHS n'est pas requise pour assurer l'interaction. Nous avons aussi montré que cette interaction est spécifique de la LHS et est restreinte à l'adipocyte. En conclusion, notre travail a mis au jour une nouvelle voie déterminante pour la sensibilité à l'insuline adipocytaire, liant la LHS au facteur de transcription ChREBP et à sa cible, l'élongase des acides gras ELOVL6. L'enrichissement consécutif en oléate des phospholipides conduit à une augmentation de la fluidité membranaire et à une amélioration du signal insulinique. L'inhibition de l'interaction entre la LHS et ChREBP dans le tissu adipeux pourrait donc être bénéfique dans la prise en charge de l'insulino-résistance associée à l'obésité
Insulin resistance is a feature frequently associated to obesity and an early defect in the development of type 2 diabetes. Improvement of fat cell insulin signaling may favor recovery of whole body systemic insulin sensitivity in pre-diabetic and diabetic states. In this context, inhibition of hormone-sensitive lipase (HSL) in adipocytes (an enzyme responsible for fatty acid release by adipose tissue) was demonstrated to be protective against insulin resistance. However, the mechanisms remained unclear. Consequently, my PhD work aimed at understanding the mechanisms linking HSL inhibition and improvement of insulin sensitivity. In human adipocytes, HSL gene silencing increased glucose transport, de novo lipogenesis and insulin signaling. Among de novo lipogenesis enzymes, ELOVL6 was preferentially induced in vitro and in vivo during HSL partial deficiency, resulting in enrichment of phospholipids and triglycerides in oleic acid. ELOVL6 gene silencing in human adipocytes provided the direct demonstration of the role of the enzyme in the beneficial effect of HSL inhibition. Fat cell insulin signaling was also impaired in adipose tissue of Elovl6 null mice. In clinical studies, ELOVL6 expression was blunted in insulin resistant states and restored after bariatric surgery. ELOVL6-mediated oleic acid enrichment of phospholipids was responsible for the positive effect of HSL inhibition on insulin signaling. FRAP studies revealed an increase in plasma membrane fluidity and insulin signaling in adipocytes overexpressing ELOVL6. In the liver, ELOVL6 is a target of ChREBP. Adipose ChREBP, notably the constitutively active isoform ChREBPß, recently emerged as a major determinant of systemic insulin action on glucose metabolism. In humans, we observed in several in vitro models and in vivo studies a strong positive association between adipose ChREBPß and ELOVL6. Dual HSL-ChREBP inhibition blunted adipose ELOVL6 expression in vivo and in vitro and mirrored ELOVL6 gene silencing on fatty acid profile and insulin signaling. Importantly, we found that physical interaction between HSL and ChREBP impairs ChREBP translocation into the nucleus and its transcriptional activity. A naturally short form of HSL devoid of catalytic activity retained the capacity to bind ChREBP. We also demonstrated that ChREBP-HSL interaction was specific of the lipase and restricted to adipocyte. To conclude, our work identifies a novel pathway critical for optimal insulin signaling in fat cells which links the neutral lipase HSL to the glucose-responsive transcription factor ChREBP and its target gene, the fatty acid elongase, ELOVL6. ELOVL6-mediated oleate enrichment in phospholipids increases membrane fluidity and improves insulin signaling. Inhibition of HSL/ChREBP interaction in adipose tissue may be beneficial in the treatment of obesity-associated insulin resistance

Mon travail de thèse à été axé sur l'étude le la lipolyse musculaire. Nous avons notamment étudié son impact sur la sensibilité à l'insuline ainsi que sur la régulation du métabolisme lipidique et oxydatif. Nous avons pu montrer que l'expression musculaire de l'adipose triglycéride lipase (ATGL), enzyme limitante de la lipolyse, était corrélée négativement avec la sensibilité à l'insuline dans une cohorte de personnes de poids normal, obèses et diabétiques. Afin d'identifier l'impact de cette augmentation d'expression de l'ATGL musculaire nous avons surexprimé la protéine dans des myocytes primaires humains. La signalisation ainsi que la sensibilité à l'insuline étaient diminuées dans ces cellules. Nous avons pu établir que ceci passait par une augmentation de la production de diacylglycérols (DAG) et l'activation de protéines kinases C (PKC) connus pour phosphoryler négativement l'insulin receptor substrate 1. Pour compléter ce travail nous avons étudié dans un modèle murin soumis à un régime riche en graisse, s'il existait une détérioration de l'expression des lipases associée à la perte de sensibilité à l'insuline. Nous avons ainsi pu montrer que le régime hyper lipidique entrainait un déséquilibre de la lipolyse musculaire avec une augmentation de l'expression de comparative gene identification 58 (CGI-58) (co-activateur de l'ATGL) et une baisse de la phosphorylation activatrice de la lipase hormono-sensible en sérine 660. Ceci était associé à une augmentation de l'activation des PKC-? et -e et à une accumulation de DAG. En parallèle, nous avons étudié la fonction de CGI-58 dans le muscle squelettique. Pour cela nous avons réalisé des expériences de surexpression ou d'extinction de CGI-58 dans des myocytes. Nous avons montré que, comme dans l'adipocyte, CGI-58 était un co-activateur de l'ATGL dans le muscle squelettique. De façon intéressante, nous avons également observé que la diminution de la lipolyse, résultant de l'extinction de CGI-58, passait par une diminution de l'oxydation des lipides et une hausse de celle des glucides. Ces effets pourraient s'expliquer par la baisse de l'expression de la pyruvate dehydrogenase kinase 4. Cette baisse d'expression est du dans notre modèle à une diminution de l'activation de peroxysome proliferator-activated receptor bêta/d par les acides gras de la lipolyse. Ces travaux ont montré pour la première fois un lien causal entre une dérégulation de la lipolyse musculaire et l'insulino-résistance. Nos données participent également à l'élargissement des connaissances existantes sur le contrôle physiologique et moléculaire de la lipolyse musculaire
During my PhD thesis, we studied the pathophysiological link between skeletal muscle lipolysis and insulin-resistance. We also evaluated the role of skeletal muscle lipolysis in the regulation of lipid and oxidative metabolism. We have shown that the expression of adipose triglyceride lipase (ATGL) in skeletal muscle, a limiting enzyme of lipolysis, was negatively correlated with insulin sensitivity in a cohort of lean, obese and type 2 diabetic subjects. To study the effect of ATGL up-regulation on insulin sensitivity, we next over-expressed ATGL in human primary myocytes. Insulin-sensitivity and signaling were both reduced. We also showed that these effects were dependant on diacylglycerol (DAG) production and protein kinase C (PKC) activation. PKC are known to inhibit insulin receptor substrate 1 by serine phosphorylation. We next studied, in a murine mouse model, the effect of high fat feeding on insulin resistance and skeletal muscle lipase expression. We have shown an increase of comparative gene identification 58 (CGI-58) expression (a co-activator of ATGL) and a decrease of hormone sensitive lipase phosphorylation on its activating residue at serine 660. This deregulation of lipolysis was associated with a strong increase of total DAG concentration and PKC ? and e membrane translocationin skeletal muscle. In parallel to this work, we studied the metabolic role of CGI-58 in skeletal muscle through overexpression and knockdown studies in primary human myocytes. We have shown that CGI-58 is a co-activator of ATGL in skeletal muscle. Moreover we observed during the knockdown of CGI-58 a decrease of lipid oxidation and an increase of glucose oxidation. These effects were partly explained by the down-regulation of pyruvate dehydrogenase kinase 4 expression. These effects were mostly mediated by a decrease of peroxysome proliferator-activated receptor beta/d activation by fatty acid from lipolysis. Finally our work shows for the first time a pathophysiological link between lipases deregulation and insulin-resistance in skeletal muscle. These data also significantly contribute to a better understanding of the molecular and physiological regulation of skeletal muscle lipolysis

Nous avons montré que l'existence d'une lipase hormono-sensible (LHS) tronquée et inactive dans le tissu adipeux de sujets obèses induit une diminution de la lipolyse des adipocytes in vitro. Nous avons ensuite déterminé l'expression et la répartition de la LHS et de la Périlipine entre cytosol et gouttelette lipidique des adipocytes des tissus adipeux sous-cutané et omental de sujets obèses et témoins. La périlipine est surtout présente dans la fraction lipidique tandis que la LHS est également répartie entre les deux fractions, quelque soit le tissu adipeux et les sujets considérés. Il n'y a aucune différence de concentrations de protéine LHS entre les deux tissus, tandis que celles de la Périlipine sont plus importantes dans le tissu viscéral. Le rapport Périlipine/HSL dans la fraction lipidique n'est pas modifié chez les obèses suggérant que la balance entre ces protéines d'action opposée sur la lipolyse n'est pas changée

Ce travail initié en lien avec le centre de référence des Pathologies Rares de la Résistance à l’Insuline et de l’Insulino-Sensibilité, s’intéresse à l’étude de la physiopathologie de formes rares de syndromes lipodystrophiques. Parmi ceux-ci, la lipomatose de Launois-Bensaude (LLB) est caractérisée par la présence de masses lipomateuses associées à des troubles métaboliques. Nous avons investigué la plus grande cohorte de patients atteints de LLB due au variant p.Arg707Trp du gène MFN2, codant la mitofusine 2, une protéine de la fusion mitochondriale. Nous avons également étudié une patiente présentant des symptômes compatibles avec une LLB porteuse d’un nouveau variant p.Glu943Glyfs*22 de LIPE, codant la lipase hormono-sensible, enzyme-clé de la lipolyse adipocytaire. Les caractéristiques de ces patients porteurs de variants de MFN2 et LIPE sur le plan clinico-biologique et tissulaire, permettent de mieux définir les particularités de la LLB au sein des syndromes lipodystrophiques. Nous avons isolé les cellules souches adipocytaires (ASC) des lipomes et utilisé ce modèle pour évaluer le retentissement des variants sur la différenciation et les fonctions adipocytaires. Les études morphologiques (microscopie optique et électronique) et fonctionnelles (immuno-histochimie, expression génique et protéique, lipolyse et respiration mitochondriale) des lipomes et/ou des ASC, montrent des altérations adipocytaires multiples avec un phénotype thermogénique des adipocytes LLB-MFN2. La lipodystrophie associée à MFN2 pourrait provenir d’une altération de la balance de différenciation adipocytaire blanche/beige
This work, initiated in cooperation with the rare diseases reference center ‘Pathologies de la Résistance à l’Insuline et de l’Insulino-Sensibilité’, focuses on the pathophysiology of rare lipodystrophic syndromes. Among them, Launois-Bensaude lipomatosis, also called multiple symmetric lipomatosis (MSL), is characterized by upper-body lipomatous masses and frequent metabolic alterations. We have investigated the largest reported series of patients with MSL due to the MFN2 p.Arg707Trp variant. MFN2 encodes mitofusin 2, a protein involved in mitochondrial fusion. Additionally, a patient with clinical symptoms consistent with MSL, harboring a new p. Glu943Glyfs*22 variant of LIPE, encoding hormone-sensitive lipase, a key enzyme in the lipolysis pathway, has also been studied. The clinical, biological and adipose tissue characteristics of patients carrying MFN2 and LIPE variants, allow for a better definition of MSL within the lipodystrophic syndromes. We have isolated adipose-derived stem cells (ASC) from lipomas and used this cellular model to assess the impact of variants on adipocyte differentiation and functions. Morphological (optic and electronic microscopy) and functional studies (immunohistochemistry, gene and protein expression, lipolysis, and mitochondrial respiration) on pseudo-lipomas and/or on ASC show numerous adipose dysfunctions and highlight the thermogenic phenotype of adipocytes from MFN2-MSL patients. This MFN2-related lipodystrophy could result from a misbalance of white and beige adipocyte differentiation