Rola neoronostatyny w regulacji funkcji białych i brunatnych adipocytów oraz tkanki tłuszczowej i metabolizmu w mysim modelu otyłości
Type
Project
Date Issued
2022
Author
Discipline
biological sciences
Abstract (PL)
Objectives
Neuronostatin is a newly discovered peptide hormone encoded by somatostatin gene. However, biological effects of neuronostatin are mostly unique from somatostatin. Neuronostatin modulates energy homeostasis by regulating appetite and pancreatic hormones secretion. Recently, we found that this peptide modulates white adipogenesis in rodents. By contrast, the role of neuronostatin in controlling brown adipogenesis and functions of mature white adipocytes in vitro and in vivo remains unknown. Therefore, the aim of this project is to study the effects of neuronostatin on brown adipogenesis as well as glucose and lipid metabolism, endocrine activities and browning of white adipocytes. Furthermore, the project aims to characterize the effects of neuronostatin on adipose tissue and metabolism in mice with high fat diet-induced obesity.
Methods
To study the effects of neuronostatin on adipogenesis we are going to utilize rat brown primary preadipocytes. The effects of neuronostatin on mature white fat cells will be studied using murine 3T3-L1 adipocytes as well as rat and human adipocytes. The effects of neuronostatin on cell proliferation, viability, and apoptotic cell death will be assessed using colorimetric tests. To evaluate the role of neuronostatin on adipogenesis we will characterize cell morphology, as well as lipids accumulation (Oil Red O staining). The effects of neuronostatin on cell proliferation, differentiation, and the process of browning will be confirmed by evaluating the expression of selected genes. Real-time PCR will be used to investigate gene expression. Moreover, protein production will be evaluated using Western blotting. The effects of neuronostatin on lipid and carbohydrate metabolism will be studied using specific tests and labelled glucose. The influence of neuronostatin on endocrine activities of adipocytes will be studied using ELISA tests. To confirm whether neuronostatin effects are mediated via GPR107 activation siRNA will be utilised. Next, pharmacological blockers of tested second messengers and protein kinases will be used to confirm which signalling pathways contribute to neuronostatin effects. To study the effects on obesity and obesity-associated abnormalities we will utilize male mice (C57BL/6J) with high fat diet-induced obesity treated with or without neuronostatin for four weeks.
The significance of the project
We expect that the results of this project should answer the question about the role of neuronostatin in controlling brown fat tissue formation and browning of white adipocytes. Moreover, we will elucidate whether neuronostatin modulates metabolic and endocrine functions of mature white adipocytes in vitro as well as in vivo in mice with experimentally induced obesity. We believe that the results of this project will contribute to our understanding of the endocrine regulation of brown adipogenesis and white adipose tissue functions. Furthermore, therapeutic potential of neuronostatin in the treatment of obesity will be elucidated.
Neuronostatin is a newly discovered peptide hormone encoded by somatostatin gene. However, biological effects of neuronostatin are mostly unique from somatostatin. Neuronostatin modulates energy homeostasis by regulating appetite and pancreatic hormones secretion. Recently, we found that this peptide modulates white adipogenesis in rodents. By contrast, the role of neuronostatin in controlling brown adipogenesis and functions of mature white adipocytes in vitro and in vivo remains unknown. Therefore, the aim of this project is to study the effects of neuronostatin on brown adipogenesis as well as glucose and lipid metabolism, endocrine activities and browning of white adipocytes. Furthermore, the project aims to characterize the effects of neuronostatin on adipose tissue and metabolism in mice with high fat diet-induced obesity.
Methods
To study the effects of neuronostatin on adipogenesis we are going to utilize rat brown primary preadipocytes. The effects of neuronostatin on mature white fat cells will be studied using murine 3T3-L1 adipocytes as well as rat and human adipocytes. The effects of neuronostatin on cell proliferation, viability, and apoptotic cell death will be assessed using colorimetric tests. To evaluate the role of neuronostatin on adipogenesis we will characterize cell morphology, as well as lipids accumulation (Oil Red O staining). The effects of neuronostatin on cell proliferation, differentiation, and the process of browning will be confirmed by evaluating the expression of selected genes. Real-time PCR will be used to investigate gene expression. Moreover, protein production will be evaluated using Western blotting. The effects of neuronostatin on lipid and carbohydrate metabolism will be studied using specific tests and labelled glucose. The influence of neuronostatin on endocrine activities of adipocytes will be studied using ELISA tests. To confirm whether neuronostatin effects are mediated via GPR107 activation siRNA will be utilised. Next, pharmacological blockers of tested second messengers and protein kinases will be used to confirm which signalling pathways contribute to neuronostatin effects. To study the effects on obesity and obesity-associated abnormalities we will utilize male mice (C57BL/6J) with high fat diet-induced obesity treated with or without neuronostatin for four weeks.
The significance of the project
We expect that the results of this project should answer the question about the role of neuronostatin in controlling brown fat tissue formation and browning of white adipocytes. Moreover, we will elucidate whether neuronostatin modulates metabolic and endocrine functions of mature white adipocytes in vitro as well as in vivo in mice with experimentally induced obesity. We believe that the results of this project will contribute to our understanding of the endocrine regulation of brown adipogenesis and white adipose tissue functions. Furthermore, therapeutic potential of neuronostatin in the treatment of obesity will be elucidated.
Abstract (EN)
Cele
Neuronostatyna to nowo odkryty hormon peptydowy kodowany przez gen somatostatyny. Jednak biologiczne działanie neuronostatyny jest w większości odmienne od somatostatyny. Neuronostatyna moduluje homeostazę energetyczną, regulując apetyt i wydzielanie hormonów trzustkowych. Niedawno odkryliśmy, że ten peptyd moduluje białą adipogenezę u gryzoni. Natomiast rola neuronostatyny w kontrolowaniu brunatnej adipogenezy i funkcji dojrzałych białych adipocytów in vitro i in vivo pozostaje nieznana. Dlatego celem tego projektu jest zbadanie wpływu neuronostatyny na brunatną adipogenezę oraz metabolizm glukozy i lipidów, aktywność endokrynną i brązowienie białych adipocytów. Ponadto projekt ma na celu scharakteryzowanie wpływu neuronostatyny na tkankę tłuszczową i metabolizm u myszy z otyłością wywołaną dietą wysokotłuszczową.
Metody
Aby zbadać wpływ neuronostatyny na adipogenezę, wykorzystamy pierwotne brązowe preadipocyty szczura. Wpływ neuronostatyny na dojrzałe białe komórki tłuszczowe będzie badany przy użyciu mysich adipocytów 3T3-L1, a także szczurzych i ludzkich adipocytów. Wpływ neuronostatyny na proliferację komórek, żywotność i apoptotyczną śmierć komórek będzie oceniany za pomocą testów kolorymetrycznych. Aby ocenić rolę neuronostatyny w adipogenezie scharakteryzujemy morfologię komórek, a także akumulację lipidów (barwienie Oil Red O). Wpływ neuronostatyny na proliferację komórek, różnicowanie i proces brązowienia zostanie potwierdzony poprzez ocenę ekspresji wybranych genów. Do zbadania ekspresji genów wykorzystany zostanie Real time PCR. Produkcja białka będzie oceniana za pomocą techniki Western blot. Wpływ neuronostatyny na metabolizm lipidów i węglowodanów będzie badany za pomocą specjalnych testów i znakowanej glukozy. Wpływ neuronostatyny na aktywność endokrynną adipocytów będzie określony za pomocą testów ELISA. Aby potwierdzić, czy w działaniu neuronostatyny pośredniczy aktywacja GPR107, zostanie wykorzystane siRNA. Następnie farmakologiczne blokery testowanych wtórnych przekaźników i kinaz białkowych zostaną wykorzystane do potwierdzenia, które szlaki sygnałowe przyczyniają się do działania neuronostatyny. Aby zbadać wpływ neuronostatyny na otyłość i nieprawidłowości związane z otyłością, wykorzystamy samce myszy (C57BL/6J) z otyłością wywołaną dietą wysokotłuszczową, którym przez 4 tygodnie podawana (lub nie) będzie neuronostatyna.
Znaczenie projektu
Spodziewamy się, że wyniki tego projektu powinny odpowiedzieć na pytanie na temat roli neuronostatyny w kontrolowaniu powstawania brązowej tkanki tłuszczowej i brązowienia białych adipocytów. Ponadto wyjaśnimy, czy neuronostatyna moduluje funkcje metaboliczne i hormonalne dojrzałych białych adipocytów in vitro, jak również in vivo u myszy z otyłością indukowaną doświadczalnie. Wierzymy, że wyniki tego projektu przyczynią się do lepszego zrozumienia endokrynnej regulacji brunatnej adipogenezy i funkcji białej tkanki tłuszczowej. Ponadto wyjaśniony zostanie potencjał terapeutyczny neuronostatyny w leczeniu otyłości.
Neuronostatyna to nowo odkryty hormon peptydowy kodowany przez gen somatostatyny. Jednak biologiczne działanie neuronostatyny jest w większości odmienne od somatostatyny. Neuronostatyna moduluje homeostazę energetyczną, regulując apetyt i wydzielanie hormonów trzustkowych. Niedawno odkryliśmy, że ten peptyd moduluje białą adipogenezę u gryzoni. Natomiast rola neuronostatyny w kontrolowaniu brunatnej adipogenezy i funkcji dojrzałych białych adipocytów in vitro i in vivo pozostaje nieznana. Dlatego celem tego projektu jest zbadanie wpływu neuronostatyny na brunatną adipogenezę oraz metabolizm glukozy i lipidów, aktywność endokrynną i brązowienie białych adipocytów. Ponadto projekt ma na celu scharakteryzowanie wpływu neuronostatyny na tkankę tłuszczową i metabolizm u myszy z otyłością wywołaną dietą wysokotłuszczową.
Metody
Aby zbadać wpływ neuronostatyny na adipogenezę, wykorzystamy pierwotne brązowe preadipocyty szczura. Wpływ neuronostatyny na dojrzałe białe komórki tłuszczowe będzie badany przy użyciu mysich adipocytów 3T3-L1, a także szczurzych i ludzkich adipocytów. Wpływ neuronostatyny na proliferację komórek, żywotność i apoptotyczną śmierć komórek będzie oceniany za pomocą testów kolorymetrycznych. Aby ocenić rolę neuronostatyny w adipogenezie scharakteryzujemy morfologię komórek, a także akumulację lipidów (barwienie Oil Red O). Wpływ neuronostatyny na proliferację komórek, różnicowanie i proces brązowienia zostanie potwierdzony poprzez ocenę ekspresji wybranych genów. Do zbadania ekspresji genów wykorzystany zostanie Real time PCR. Produkcja białka będzie oceniana za pomocą techniki Western blot. Wpływ neuronostatyny na metabolizm lipidów i węglowodanów będzie badany za pomocą specjalnych testów i znakowanej glukozy. Wpływ neuronostatyny na aktywność endokrynną adipocytów będzie określony za pomocą testów ELISA. Aby potwierdzić, czy w działaniu neuronostatyny pośredniczy aktywacja GPR107, zostanie wykorzystane siRNA. Następnie farmakologiczne blokery testowanych wtórnych przekaźników i kinaz białkowych zostaną wykorzystane do potwierdzenia, które szlaki sygnałowe przyczyniają się do działania neuronostatyny. Aby zbadać wpływ neuronostatyny na otyłość i nieprawidłowości związane z otyłością, wykorzystamy samce myszy (C57BL/6J) z otyłością wywołaną dietą wysokotłuszczową, którym przez 4 tygodnie podawana (lub nie) będzie neuronostatyna.
Znaczenie projektu
Spodziewamy się, że wyniki tego projektu powinny odpowiedzieć na pytanie na temat roli neuronostatyny w kontrolowaniu powstawania brązowej tkanki tłuszczowej i brązowienia białych adipocytów. Ponadto wyjaśnimy, czy neuronostatyna moduluje funkcje metaboliczne i hormonalne dojrzałych białych adipocytów in vitro, jak również in vivo u myszy z otyłością indukowaną doświadczalnie. Wierzymy, że wyniki tego projektu przyczynią się do lepszego zrozumienia endokrynnej regulacji brunatnej adipogenezy i funkcji białej tkanki tłuszczowej. Ponadto wyjaśniony zostanie potencjał terapeutyczny neuronostatyny w leczeniu otyłości.