| License: Publishing license for publications including print on demand (25MB) |
- URN to cite this document:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-265014
- DOI to cite this document:
- 10.5283/epub.26501
| Item type: | Thesis of the University of Regensburg (PhD) |
|---|---|
| Open Access Type: | Primary Publication |
| Number of Pages: | 150 |
| Date: | 23 May 2013 |
| Referee: | Prof. Dr. Christa Büchler |
| Date of exam: | 28 September 2012 |
| Institutions: | Medicine > Lehrstuhl für Innere Medizin I Biology, Preclinical Medicine > Institut für Biochemie, Genetik und Mikrobiologie |
| Interdisciplinary Subject Network: | Not selected |
| Keywords: | Adipositas, Fettgewebe, Lipidtropfen, Syntrophin, Stoffwechsel, Caveolin-1, obesity, adipose tissue, lipid droplets, metabolism |
| Dewey Decimal Classification: | 500 Science > 570 Life sciences 600 Technology > 610 Medical sciences Medicine |
| Status: | Published |
| Refereed: | Yes, this version has been refereed |
| Created at the University of Regensburg: | Yes |
| Item ID: | 26501 |
Abstract (German)
Ziel dieser Arbeit was es die Rolle von SNTB2 in Adipozyten zu beleuchten. Als molekulares Adapterprotein wurde SNTB2 bisher vorrangig im Muskel untersucht, wenngleich in dieser Arbeit deutlich wurde, dass die Expression von SNTB2 in den verschiedenen Fettdepots ausgeprägter war. Das Fettgewebe scheint neben dem Muskel, der Milz und der Leber die Hauptquelle der SNTB2 Expression zu sein. Hier ...
Abstract (German)
Ziel dieser Arbeit was es die Rolle von SNTB2 in Adipozyten zu beleuchten. Als molekulares Adapterprotein wurde SNTB2 bisher vorrangig im Muskel untersucht, wenngleich in dieser Arbeit deutlich wurde, dass die Expression von SNTB2 in den verschiedenen Fettdepots ausgeprägter war. Das Fettgewebe scheint neben dem Muskel, der Milz und der Leber die Hauptquelle der SNTB2 Expression zu sein. Hier sind es vor allem die Adipozyten, die SNTB2 exprimieren und weniger die Zellen der stroma-vaskulären Fraktion. Die Funktion von SNTB2 stellt sich hauptsächlich in der Regulation der Morphologie der Lipidtropfen dar, da sowohl in den in vitro Versuchen, welche mittels der Fibroblastenzelllinie 3T3-L1 und isolierten primären humanen Präadipozyten durchgeführt worden sind, als auch in den SNTB2 defizienten Mäusen keine weiteren deutlichen Veränderungen sichtbar wurden. Die metabolische Charakterisierung der SNTB2 -/- Mäuse zeigt, dass die Defizienz von SNTB2 zu keiner Insulinresistenz, keiner erhöhten Entzündung oder Hyperglykämie führt. Allerdings befanden sich im Fettgewebe der SNTB2 -/- Mäuse weniger Adipozyten, diese waren hypertroph. Auch in den 3T3-L1 Zellen, welche als Präadipozyten mit SNTB2 siRNA transfiziert und anschließend differenziert wurden, bildeten sich größere Lipidtropfen aus. In den noch teilungsfähigen 3T3-L1 Präadipozyten führte der Knockdown von SNTB2 zu einer verringerten Proliferation, sodass dieses verminderte Proliferationspotential der Fibroblasten eine Erklärung für die reduzierte Anzahl an Adipozyten in den Mäusen darstellen könnte. SNTB2 könnte somit eine Rolle in der Regulation der Proliferation der Adipozyten und der Fusion von Lipidtropfen haben, da die beobachteten großen Lipidtropfen üblicherweise durch die Fusion kleinerer Tropfen gebildet werden. Obwohl die Adipozyten durch den Knockdown von SNTB2 hypertroph geworden sind, war die Lipolyseaktivität und die zusätzliche Speicherung von freien Fettsäuren nicht gestört.
Untersuchungen der Interaktionspartner konnten weitere Einblicke in die Funktion von SNTB2 liefern. Zwar konnte an Hand der Immunfluoreszenzfärbungen SNTB2 nicht auf ein bestimmtes Kompartiment begrenzt werden, jedoch fand sich SNTB2 in Fibroblasten in vesikelförmigen und filamentartigen Strukturen, die es jetzt noch genauer zu untersuchen gilt. Als Interaktionspartner in Adipozyten konnten Utrophin und Caveolin-1 identifiziert werden. Mittels RNA-Interferenz Versuche wurde deutlich, dass Utrophin SNTB2 offenbar stabilisiert und die Ausbildung der großen Lipidtropfen in den Zellen mit Utrophin Knockdown eine Folge der Verminderung von SNTB2 ist. Die verringerte Expression von SNTB2 mittels siRNA führte ferner zur Reduktion von Caveolin-1. Auch im subkutanen und perirenalen Fettgewebe der SNTB2 -/- Mäuse war Caveolin-1 vermindert. Genau diese beiden Fettdepots bildeten die Fettzellhypertrophie aus. In den Lebern der SNTB2 -/- Mäuse war Caveolin-1 hingegen hochreguliert, sodass hier eine Interaktion von Caveolin-1 und SNTB2 eher unwahrscheinlich ist. Die Induktion von Caveolin-1 ist ein möglicher Grund für die reduzierten Glukoseserumspiegel in den SNTB2 defizienten Mäusen. Allerdings zeigten SNTB2 -/- Mäuse auf Kontrolldiät keine reduzierten Serumglukosespiegel, sondern bildeten nach Hochfettdiät lediglich eine geringere Hyperglykämie als die Wildtyp Tiere aus.
Untersuchungen mit dem genetischen Tiermodell der Adipositas, die ob/ob Mäuse, zeigten eine Assoziation von SNTB2 mit der Ausbildung der Fettmasse. Während SNTB2 in den Fettgeweben und den Lebern der ob/ob Mäuse erhöht vorlag, führte die Defizienz von SNTB2 in den SNTB2 -/- Mäusen zu einer verringerten Fettgewebsmasse.
In dieser Arbeit konnte somit nachgewiesen werden, dass SNTB2 eine entscheidende Rolle für die Funktionalität von Adipozyten ausübt. Die Fusion von mehreren kleineren Lipidtropfen zu einer großen Vakuole scheint über die Expression von SNTB2 reguliert zu werden, da eine Verringerung von SNTB2 augenscheinlich die Fusion begünstigt.
Translation of the abstract (English)
The aim of the current thesis was to study the role of beta2-Syntrophin (SNTB2) in adipocytes. The molecular adapter protein SNTB2 has been primarily investigated in muscle, although this work clearly demonstrated that SNTB2 is highly expressed in different adipose tissues. Beside the muscle, the spleen, and the liver, the adipose tissue appears to be a tissue with prominent SNTB2 expression. ...
Translation of the abstract (English)
The aim of the current thesis was to study the role of beta2-Syntrophin (SNTB2) in adipocytes. The molecular adapter protein SNTB2 has been primarily investigated in muscle, although this work clearly demonstrated that SNTB2 is highly expressed in different adipose tissues. Beside the muscle, the spleen, and the liver, the adipose tissue appears to be a tissue with prominent SNTB2 expression. Here, SNTB2 is primarily expressed in the adipocytes rather then cells of the stroma-vascular fraction. The function of SNTB2 arises mainly in the regulation of the morphology of lipid droplets. Other significant changes using knockdown of SNTB2 in the fibroblast-like cell line 3T3-L1 and isolated primary human adipocytes, and SNTB2 deficient mice were not observed. The characterization of the metabolism of the SNTB2 -/- mice indicated that the deficiency of SNTB2 was not associated with insulin resistance, increased inflammation, or hyperglycemia. However, the adipose tissue of the SNTB2 deficient mice consisted of less but hypertrophic adipocytes. Also, the 3T3-L1 cells which were transfected with SNTB2 siRNA as preadipocytes and subsequently differentiated, developed larger lipid droplets. In the still proliferating 3T3-L1 preadipocytes the knockdown of SNTB2 resulted in decreased proliferation. This reduced proliferation potential of the fibroblasts presents a possible explanation for the reduced number of adipocytes in the knockout mice. Thus, SNTB2 can be considered in playing a role in the regulation of proliferation of adipocytes and the fusion of lipid droplets, since the observed large lipid droplets are usually formed by merging of smaller droplets. Although the adipocytes became hypertrophic by the knockdown of SNTB2, lipolysis and additional storage of free fatty acids were not disturbed. Identification and analysis of SNTB2 interaction partners were able to provide further insight into the function of SNTB2. Despite the fact that immunofluorescent staining could not reveal a specific localization of SNTB2 in a particular compartment SNTB2 was found in vesicular and filamentary structures in fibroblasts. These structures need to be examined in greater detail. Utrophin and caveolin-1 were identified as interaction partners of SNTB2. Using RNA interference experiments, utrophin was shown to stabilize SNTB2 indicating that the formation of large lipid droplets in cells with utrophin knockdown was due to a reduction of SNTB2. The decreased expression of SNTB2 caused by siRNA led further to the reduction of caveolin-1. In accordance with this in vitro data caveolin-1 was reduced in the subcutaneous and perirenal adipose tissues of the SNTB2 -/- mice. These two adipose tissue depots were characterized by adipocyte hypertrophy. However, caveolin-1 was up-regulated in the liver of SNTB2 -/- mice, indicating that an interaction of caveolin-1 and SNTB2 in the liver is unlikely. The induction of caveolin-1 might be a possible reason for the reduced serum glucose levels in SNTB2 deficient mice. However, no reduction in the glucose levels in sera of SNTB2 -/- mice fed a normal chow diet could be observed but rather a milder hyperglycemia after challenging the mice with a high fat diet. Analysis of the ob/ob mice, as a genetic model of obesity indicated an association of SNTB2 with the development of adipose tissue mass. SNTB2 was increased in the adipose tissue and the liver of ob/ob mice whereas the deficiency caused reduced adipose tissue mass in the SNTB2 -/- mice.
This work demonstrates that SNTB2 exerts a crucial role in the function of adipocytes. The fusion of several small lipid droplets to a large vacuole appears to be regulated by the expression of SNTB2 due to the fact that a reduction of SNTB2 apparently favours the fusion of droplets.
Metadata last modified: 26 Nov 2020 03:55
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