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Erschienen in: Diabetologia 1/2019

16.10.2018 | Article

Pleiotrophin deletion alters glucose homeostasis, energy metabolism and brown fat thermogenic function in mice

verfasst von: Julio Sevillano, María Gracia Sánchez-Alonso, Begoña Zapatería, María Calderón, Martín Alcalá, María Limones, Jimena Pita, Esther Gramage, Marta Vicente-Rodríguez, Daniel Horrillo, Gema Medina-Gómez, María Jesús Obregón, Marta Viana, Ismael Valladolid-Acebes, Gonzalo Herradón, María Pilar Ramos-Álvarez

Erschienen in: Diabetologia | Ausgabe 1/2019

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Abstract

Aims/hypothesis

Pleiotrophin, a developmentally regulated and highly conserved cytokine, exerts different functions including regulation of cell growth and survival. Here, we hypothesise that this cytokine can play a regulatory role in glucose and lipid homeostasis.

Methods

To test this hypothesis, we performed a longitudinal study characterising the metabolic profile (circulating variables and tissue mRNA expression) of gene-targeted Ptn-deficient female mice and their corresponding wild-type counterparts at different ages from young adulthood (3 months) to older age (15 months). Metabolic cages were used to investigate the respiratory exchange ratio and energy expenditure, at both 24°C and 30°C. Undifferentiated immortalised mouse brown adipocytes (mBAs) were treated with 0.1 μg/ml pleiotrophin until day 6 of differentiation, and markers of mBA differentiation were analysed by quantitative real-time PCR (qPCR).

Results

Ptn deletion was associated with a reduction in total body fat (20.2% in Ptn+/+ vs 13.9% in Ptn−/− mice) and an enhanced lipolytic response to isoprenaline in isolated adipocytes from 15-month-old mice (189% in Ptn+/+ vs 273% in Ptn−/− mice). We found that Ptn−/− mice exhibited a significantly lower QUICKI value and an altered lipid profile; plasma triacylglycerols and NEFA did not increase with age, as happens in Ptn+/+ mice. Furthermore, the contribution of cold-induced thermogenesis to energy expenditure was greater in Ptn−/− than Ptn+/+ mice (42.6% and 33.6%, respectively). Body temperature and the activity and expression of deiodinase, T3 and mitochondrial uncoupling protein-1 in the brown adipose tissue of Ptn−/− mice were higher than in wild-type controls. Finally, supplementing brown pre-adipocytes with pleiotrophin decreased the expression of the brown adipocyte markers Cidea (20% reduction), Prdm16 (21% reduction), and Pgc1-α (also known as Ppargc1a, 11% reduction).

Conclusions/interpretation

Our results reveal for the first time that pleiotrophin is a key player in preserving insulin sensitivity, driving the dynamics of adipose tissue lipid turnover and plasticity, and regulating energy metabolism and thermogenesis. These findings open therapeutic avenues for the treatment of metabolic disorders by targeting pleiotrophin in the crosstalk between white and brown adipose tissue.
Literatur
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Metadaten
Titel
Pleiotrophin deletion alters glucose homeostasis, energy metabolism and brown fat thermogenic function in mice
verfasst von
Julio Sevillano
María Gracia Sánchez-Alonso
Begoña Zapatería
María Calderón
Martín Alcalá
María Limones
Jimena Pita
Esther Gramage
Marta Vicente-Rodríguez
Daniel Horrillo
Gema Medina-Gómez
María Jesús Obregón
Marta Viana
Ismael Valladolid-Acebes
Gonzalo Herradón
María Pilar Ramos-Álvarez
Publikationsdatum
16.10.2018
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Diabetologia / Ausgabe 1/2019
Print ISSN: 0012-186X
Elektronische ISSN: 1432-0428
DOI
https://doi.org/10.1007/s00125-018-4746-4

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