Skip to main content
Erschienen in: Diabetologia 1/2020

11.11.2019 | Article

Characterising nitric oxide-mediated metabolic benefits of low-dose ultraviolet radiation in the mouse: a focus on brown adipose tissue

verfasst von: Gursimran K. Dhamrait, Kunjal Panchal, Naomi J. Fleury, Tamara N. Abel, Mathew K. Ancliffe, Rachael C. Crew, Kevin Croft, Bernadette O. Fernandez, Magdalena Minnion, Prue H. Hart, Robyn M. Lucas, Peter J. Mark, Martin Feelisch, Richard B. Weller, Vance Matthews, Shelley Gorman

Erschienen in: Diabetologia | Ausgabe 1/2020

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Abstract

Aims/hypothesis

Exposure to sunlight has the potential to suppress metabolic dysfunction and obesity. We previously demonstrated that regular exposure to low-doses of ultraviolet radiation (UVR) reduced weight gain and signs of diabetes in male mice fed a high-fat diet, in part via release of nitric oxide from skin. Here, we explore further mechanistic pathways through which low-dose UVR exerts these beneficial effects.

Methods

We fed mice with a luciferase-tagged Ucp1 gene (which encodes uncoupling protein-1 [UCP-1]), referred to here as the Ucp1 luciferase transgenic mouse (‘Thermomouse’) a high-fat diet and examined the effects of repeated exposure to low-dose UVR on weight gain and development of metabolic dysfunction as well as UCP-1-dependent thermogenesis in interscapular brown adipose tissue (iBAT).

Results

Repeated exposure to low-dose UVR suppressed the development of glucose intolerance and hepatic lipid accumulation via dermal release of nitric oxide while also reducing circulating IL-6 (compared with mice fed a high-fat diet only). Dietary nitrate supplementation did not mimic the effects of low-dose UVR. A single low dose of UVR increased UCP-1 expression (by more than twofold) in iBAT of mice fed a low-fat diet, 24 h after exposure. However, in mice fed a high-fat diet, there was no effect of UVR on UCP-1 expression in iBAT (compared with mock-treated mice) when measured at regular intervals over 12 weeks. More extensive circadian studies did not identify any substantial shifts in UCP-1 expression in mice exposed to low-dose UVR, although skin temperature at the interscapular site was reduced in UVR-exposed mice. The appearance of cells with a white adipocyte phenotype (‘whitening’) in iBAT induced by consuming the high-fat diet was suppressed by exposure to low-dose UVR in a nitric oxide-dependent fashion. Significant shifts in the expression of important core gene regulators of BAT function (Dio2, increased more than twofold), fatty acid transport (increased Fatp2 [also known as Slc27a2]), lipolysis (decreased Atgl [also known as Pnpla2]), lipogenesis (decreased Fasn) and inflammation (decreased Tnf), and proportions of macrophages (increased twofold) were observed in iBAT of mice exposed to low-dose UVR. These effects were independent of nitric oxide released from skin.

Conclusions/interpretation

Our results suggest that non-burning (low-dose) UVR suppresses the BAT ‘whitening’, steatotic and pro-diabetic effects of consuming a high-fat diet through skin release of nitric oxide, with some metabolic and immune pathways in iBAT regulated by UVR independently of nitric oxide.
Anhänge
Nur mit Berechtigung zugänglich
Literatur
26.
Zurück zum Zitat Romanovsky AA (2014) Skin temperature: its role in thermoregulation. Acta Physiol (Oxf) 210(3):498–507CrossRef Romanovsky AA (2014) Skin temperature: its role in thermoregulation. Acta Physiol (Oxf) 210(3):498–507CrossRef
32.
Metadaten
Titel
Characterising nitric oxide-mediated metabolic benefits of low-dose ultraviolet radiation in the mouse: a focus on brown adipose tissue
verfasst von
Gursimran K. Dhamrait
Kunjal Panchal
Naomi J. Fleury
Tamara N. Abel
Mathew K. Ancliffe
Rachael C. Crew
Kevin Croft
Bernadette O. Fernandez
Magdalena Minnion
Prue H. Hart
Robyn M. Lucas
Peter J. Mark
Martin Feelisch
Richard B. Weller
Vance Matthews
Shelley Gorman
Publikationsdatum
11.11.2019
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Diabetologia / Ausgabe 1/2020
Print ISSN: 0012-186X
Elektronische ISSN: 1432-0428
DOI
https://doi.org/10.1007/s00125-019-05022-5

Weitere Artikel der Ausgabe 1/2020

Diabetologia 1/2020 Zur Ausgabe

Leitlinien kompakt für die Innere Medizin

Mit medbee Pocketcards sicher entscheiden.

Seit 2022 gehört die medbee GmbH zum Springer Medizin Verlag

Echinokokkose medikamentös behandeln oder operieren?

06.05.2024 DCK 2024 Kongressbericht

Die Therapie von Echinokokkosen sollte immer in spezialisierten Zentren erfolgen. Eine symptomlose Echinokokkose kann – egal ob von Hunde- oder Fuchsbandwurm ausgelöst – konservativ erfolgen. Wenn eine Op. nötig ist, kann es sinnvoll sein, vorher Zysten zu leeren und zu desinfizieren. 

Umsetzung der POMGAT-Leitlinie läuft

03.05.2024 DCK 2024 Kongressbericht

Seit November 2023 gibt es evidenzbasierte Empfehlungen zum perioperativen Management bei gastrointestinalen Tumoren (POMGAT) auf S3-Niveau. Vieles wird schon entsprechend der Empfehlungen durchgeführt. Wo es im Alltag noch hapert, zeigt eine Umfrage in einem Klinikverbund.

Proximale Humerusfraktur: Auch 100-Jährige operieren?

01.05.2024 DCK 2024 Kongressbericht

Mit dem demographischen Wandel versorgt auch die Chirurgie immer mehr betagte Menschen. Von Entwicklungen wie Fast-Track können auch ältere Menschen profitieren und bei proximaler Humerusfraktur können selbst manche 100-Jährige noch sicher operiert werden.

Die „Zehn Gebote“ des Endokarditis-Managements

30.04.2024 Endokarditis Leitlinie kompakt

Worauf kommt es beim Management von Personen mit infektiöser Endokarditis an? Eine Kardiologin und ein Kardiologe fassen die zehn wichtigsten Punkte der neuen ESC-Leitlinie zusammen.

Update Innere Medizin

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert.