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Title: Efeitos da leptina na adipogênese e produção de mediadores inflamatórios por adipócitos 3T3-L1
Advisor: Monteiro, Clarissa Menezes Maya
Members of the board: Pessolani, Maria Cristina Vidal
Bou-Habib, Dumith Chequer
Vieira, Pedro Manoel Mendes de Moraes
Melo, Christianne Bandeira de
Carvalho, Vinícius de Frias
Authors: Amaral, Lohanna Palhinha do
Affilliation: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract: A leptina é uma adipocina essencial na modulação do balanço energético e peso corporal através da sua sinalização no hipotálamo, pela qual inibe a ingesta alimentar e induz o gasto energético. Além disso, a leptina tem efeitos periféricos importantes, que incluem a ativação de células do sistema imune e indução da formação de gotas lipídicas nessas células. Centralmente os efeitos lipolíticos da leptina no tecido adiposo são bastante definidos e perifericamente a leptina induz a formação de gotas lipídicas em vários tipos celulares. Contudo, as modificações induzidas pela leptina localmente nos adipócitos e sua influência na adipogênese não são totalmente esclarecidas na literatura. Estes efeitos locais da leptina são importantes na obesidade, onde existe resistência central à sinalização desta adipocina e provavelmente seus efeitos periféricos prevalecem. Nosso objetivo foi avaliar os efeitos da exposição dos adipócitos à leptina exógena in vitro na regulação da adipogênese e da liberação de mediadores inflamatórios. Para isso, nós diferenciamos a linhagem murina de pré-adipócitos 3T3-L1 na presença ou ausência de leptina, avaliando por Western Blot, ELISA/EIA e microscopia de fluorescência as células na fase não-diferenciada (pré-adipócitos) e em três fases da diferenciação dos adipócitos. Durante a adipogênese em células controle, nós observamos uma diminuição na expressão de ADRP/PLIN2 e um aumento de Perilipina/PLIN1, o que foi anteriormente associado ao crescimento das gotas lipídicas. Quando as células foram diferenciadas na presença de leptina, a redução de PLIN2 e aumento de PLIN1 foram antecipados, sugerindo a predominância de gotas lipídicas grandes, como demonstrado pelas nossas imagens de microscopia Também observamos que o tratamento com leptina induziu um aumento na expressão dos fatores pró-adipogênicos PPAR\03B3 e SREBP-1c e de caveolina-1, proteína essencial para a formação de gotas lipídicas. Nós também investigamos a via de síntese de eicosanóides, sabidamente importante para a inflamação e adipogênese. Observamos uma diminuição na expressão de COX-1 e -2 e que este efeito foi potencializado pelo tratamento com leptina. Avaliamos dois dos produtos de COXs, as prostaglandinas D2 e E2, associadas à indução e inibição da adipogênese, respectivamente. Observamos que, em células controle, a PGD2 aumenta na primeira fase da diferenciação e é reduzida progressivamente ao longo da adipogênese, enquanto PGE2 é reduzida na primeira fase e mantida em níveis baixos. O tratamento com leptina manteve a secreção de PGD2 em níveis altos até as fases finais da diferenciação e não alterou PGE2, indicando que a leptina modifica o balanço de eicosanóides em células 3T3-L1, favorecendo a adipogênese. A citocina pró-inflamatória TNF-\03B1 teve sua expressão e secreção aumentadas ao longo da diferenciação, e o tratamento com leptina levou a uma antecipação deste aumento. Também demonstramos que a leptina é capaz de sinalizar através de seu receptor LepRb em adipócitos 3T3-L1, ativando as vias de PI3K/AKT/mTOR e JAK2/STAT3. Concluímos que a leptina antecipa o padrão de expressão e secreção de proteínas relacionadas à adipogênese e à inflamação que seria observado apenas nas fases finais da diferenciação em células controle. Em resumo, mostramos que na ausência de seus efeitos centrais, a leptina se comporta como um fator pró-adipogênico. Estes dados contribuem para o entendimento da ação metabólica da leptina e possivelmente para futuras terapias para a obesidade.
Abstract: Leptin is an adipokine with essencial roles in the modulation of energy balance and body weight through its signaling in the hypothalamus, inhibiting food intake and inducing energy expenditure. Besides, leptin also has important peripheral effects, among which are the activation and recruitment of immune cells and the induction of lipid droplets formation in these cells. Centrally, the lipolytic effects of leptin towards the adipose tissue are well defined, while peripherally it\2019s known that leptin induces lipid droplet formation in various cell types. However, what modifications leptin can perform on its own producer cells, the adipocytes, and how leptin influences adipogenesis remain as elusive questions. During obesity, there is a central resistance to leptin's signaling and its peripheral effects probably prevail. Our aim was to evaluate the effects of adipocyte exposure to exogenous leptin in vitro in terms of adipogenesis and release of inflammatory mediators. For this purpose, we differentiated the murine lineage of preadipocytes NIH3T3-L1 in the presence or absence of leptin, monitoring cells in the undifferentiated state (preadipocytes) and in the early, middle and late phases of differentiation (adipocytes). During adipogenesis in control cells, we observed a decrease in the expression of ADRP/PLIN2 and an increase in Perilipin/PLIN1, which was previously associated to lipid droplets' enlargement. When cells were differentiated in the presence of leptin, PLIN2 reduction and PLIN1 increase were antecipated, suggesting the predominance of large lipid droplets, as demonstrated by our microscopy images. Also, leptin treatment increased the expression of proadipogenic factors such as PPAR\03B3 and SREBP-1c and of caveolin-1, a caveolae protein essencial for lipid droplet formation Regarding inflammation, TNF-\03B1 had both its expression and secretion augmented as differentiation advanced. We also investigated the arachidonic acid pathway, known to play major roles in inflammation and adipogenesis, and observed a decrease in COX-1 and -2 expressions, enzymes that catalyze the production of prostaglandins. This decrease was potentiated by leptin treatment. Two of COXs products were evaluated, prostaglandins D2 and E2, associated with induction and inhibition of adipogenesis, respectively. In control cells, we saw an increase in PGD2 secretion in the first phase of differentiation, progressively decreasing along with adipogenesis, while PGE2 is reduced in the first phase and kept at low levels. Leptin treatment maintained PGD2 secretion at high levels until the final phases of differentiation and didn't alter PGE2, indicating that leptin shifts eicosanoid balance en 3T3-L1 cells, favouring adipogenesis. The secretion and expression of the proinflammatory cytokine TNF-\03B1 were augmented during differentiation, and leptin treatment antecipated this increase. We also showed that leptin is able to signal through its receptor LepRb in 3T3-L1 adipocytes, activating PI3K/AKT/mTOR and JAK2/STAT3 pathways. We concluded that leptin antecipates the pattern of expression and secretion of adipogenesis- and inflammation-related proteins that would only been observed in later phases in control cells. In summary, we showed that, in the absence of its central signaling, leptin behaves as a proadipogenic factor. These findings contribute to the understanding of leptin\2019s metabolic actions and possibly for the development of future therapies for obesity.
keywords: Obesidade
Leptina
Gotículas Lipídicas
Adipócitos
DeCS: Adipogenia
Obesidade
Leptina
Gotículas Lipídicas
Issue Date: 2017
Citation: AMARAL, Lohanna Palhinha do. Efeitos da leptina na adipogênese e produção de mediadores inflamatórios por adipócitos 3T3-L1. 2017. 88 f. Dissertação (Mestrado em Biologia Celular e Molecular)-Instituto Oswaldo Cruz, Fundação Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, 2017.
Date of defense: 2017
Place of defense: Rio de Janeiro/RJ
Department: Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular
Defense institution: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz
Program: Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular
Copyright: restricted access
Appears in Collections:IOC - PGBCM - Dissertações de Mestrado

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