Subcutaneous Adipose Tissue and Systemic Inflammation Are Associated With Peripheral but Not Hepatic Insulin Resistance in Humans

Obesity-related insulin resistance (IR) may develop in multiple organs, representing different etiologies towards cardiometabolic diseases. We identified abdominal subcutaneous adipose tissue (ScAT) transcriptome profiles in relation to liver or muscle IR by means of RNA sequencing in overweight/obese participants of the DiOGenes cohort (n=368). Tissue-specific IR phenotypes were derived from a 5-point oral glucose tolerance test. Hepatic and muscle IR were characterized by distinct abdominal ScAT transcriptome profiles. Genes related to extracellular remodeling were upregulated in individuals with primarily hepatic IR, whilst genes related to inflammation were upregulated in individuals with primarily muscle IR. In line with this, in two independent cohorts, CODAM (n=325) and the Maastricht Study (n=685), an increased systemic low-grade inflammation profile was specifically related to muscle IR, but not to liver IR. We propose that increased ScAT inflammatory gene expression may translate into an increased systemic inflammatory profile, linking ScAT inflammation to the muscle IR phenotype. These distinct IR phenotypes may provide leads for more personalized prevention of cardiometabolic diseases. DiOGenes was registered at clinicaltrials.gov as NCT00390637

Προσχολική Εκπαίδευση για την Αειφορία και τέχνη: Προσεγγίζοντας τη δημιουργικότητα των παιδιών μέσα από τη διερεύνηση ενός περιβαλλοντικού ζητήματος στο νηπιαγωγείο

Η παρούσα διδακτορική διατριβή εντάσσεται στο πεδίο της Περιβαλλοντικής Εκπαίδευσης/ Εκπαίδευσης για την Αειφόρο Ανάπτυξη (ΠΕ/ΕΑΑ) στο πλαίσιο της Προσχολικής Εκπαίδευσης. Εστιάζει στην έννοια της δημιουργικότητας, με κατεύθυνση τη διερεύνηση και την επίλυση ενός περιβαλλοντικού ζητήματος στο νηπιαγωγείο. Ειδικότερα η έρευνα επιχειρεί να εξετάσει αν προωθείται η δημιουργική σκέψη των παιδιών της προσχολικής ηλικίας, μέσω ανάπτυξης μιας εκπαιδευτικής παρέμβασης για την ΠΕ/ΕΑΑ, με άξονα τις εικαστικές τέχνες. Το κεντρικό της ερώτημα ήταν: «Προωθεί η ΠΕ/ΕΑΑ τη δημιουργικότητα των παιδιών του νηπιαγωγείου, όταν αξιοποιεί ως όχημα την τέχνη;». Στην προσπάθεια διερεύνησης του κεντρικού ερωτήματος, δομήθηκαν τα επιμέρους ερευνητικά ερωτήματα: 1) Ανιχνεύονται οι ενδείξεις που πιστοποιούν την εκδήλωση της δημιουργικότητας των παιδιών στο πλαίσιο μιας εκπαιδευτικής περιβαλλοντικής παρέμβασης που αξιοποιεί τις εικαστικές τέχνες; 2) Ποιοι παράγοντες επιδρούν στην ανάπτυξη της δημιουργικής σκέψης των παιδιών, κατά τη διάρκεια μιας εκπαιδευτικής περιβαλλοντικής παρέμβασης με άξονα τις εικαστικές τέχνες; 3) Πώς εξελίσσεται η δημιουργική διαδικασία με κατεύθυνση την επίλυση ενός περιβαλλοντικού ζητήματος με τη συμβολή των εικαστικών τεχνών;. Η έρευνα πραγματοποιήθηκε σε ένα δημόσιο νηπιαγωγείο της Αττικής από την εκπαιδευτικό της τάξης, κατά το σχολικό έτος 2012-2013. Η μέθοδος που επιλέχθηκε ώστε να διερευνηθούν τα παραπάνω ερωτήματα ήταν η Έρευνα Δράσης, η οποία ακολούθησε τις φάσεις σχεδιασμού και ανάπτυξης μιας εκπαιδευτικής περιβαλλοντικής παρέμβασης με εργαλείο τις εικαστικές τέχνες, εστιασμένης στη μείωση και τη διαχείριση των αστικών απορριμμάτων. Η ανάλυση των αποτελεσμάτων έδειξε πως η δημιουργικότητα αποτελεί μια ικανότητα-κλειδί, η οποία μπορεί να αναπτυχθεί στο πλαίσιο της ΠΕ/ΕΑΑ, προάγοντας το όραμα για ένα αειφόρο σχολείο. Πιο αναλυτικά, τα ευρήματα κατέδειξαν πως προκειμένου να διευκολυνθεί η ανάπτυξη της δημιουργικής σκέψης των παιδιών του νηπιαγωγείου με κατεύθυνση την επίλυση ενός περιβαλλοντικού ζητήματος, χρειάζεται καταρχήν ένα επιτρεπτικό παιδαγωγικό πλαίσιο, το οποίο λαμβάνει υπόψη τις ανάγκες και τα ενδιαφέροντα των παιδιών αυτής της ηλικίας. Ένα πλαίσιο που παρέχει στους μαθητές επαρκή χώρο και χρόνο και πλούσια ερεθίσματα, ώστε να αναπτύξουν ελεύθερα τις ιδέες τους και να παρεμβαίνουν καθοριστικά στις συνθήκες και το περιεχόμενο της μάθησής τους, αποκτώντας μεγαλύτερο έλεγχο στη μαθησιακή και δημιουργική διαδικασία. Επιπλέον, προϋποθέτει έναν εκπαιδευτικό δεκτικό στην αλλαγή και την καινοτομία που αξιοποιεί μαθητοκεντρικές, ομαδοσυνεργατικές προσεγγίσεις και ‘ανοιχτά’ παιδαγωγικά εργαλεία, όπως είναι οι μέθοδοι που βασίζονται στην τέχνη, ενισχύοντας τη δημιουργική σκέψη και δράση των μαθητών. Έναν εκπαιδευτικό με πρόθεση να διερευνά τις ρητές και περισσότερο τις άρρητες θεωρίες, τις πεποιθήσεις και τις παιδαγωγικές του επιλογές ως επαγγελματίας, οι οποίες εμποδίζουν την εξέλιξη της δημιουργικής διαδικασίας, να στέκεται κριτικά απέναντι σε αυτές, ώστε να είναι πρόθυμος να τις αλλάζει, όταν καθίσταται αναγκαίο. Συνοψίζοντας, η παρούσα έρευνα υποστηρίζει πως: Η ανάπτυξη της δημιουργικής σκέψης των παιδιών κατά την αντιμετώπιση ενός περιβαλλοντικού ζητήματος στο νηπιαγωγείο με όχημα την τέχνη, προϋποθέτει ένα παιδαγωγικό πλαίσιο δεκτικό στην αλλαγή και την καινοτομία και έναν υποστηρικτικό εκπαιδευτικό, ο οποίος αξιοποιεί ‘ανοιχτές’, συμμετοχικές και ομαδοσυνεργατικές προσεγγίσεις που τοποθετούν το μαθητή στο επίκεντρο και του επιτρέπουν μεγαλύτερη αυτονομία και έλεγχο στις συνθήκες μάθησης, ενισχύοντας τη σκέψη και τη δράση του για το περιβάλλον.This doctoral thesis fits in the scope of Environmental Education/Education for Sustainable Development (EE/ESD) in the context of Preschool Education. It focuses on the concept of creativity, oriented in exploring and solving an environmental issue in a kindergarten school. Specifically, the study aims to investigate whether creative thinking in preschool children is promoted through the development of an educational intervention focused on visual arts, within the framework of EE/ESD. The main research question of this study was: “Does EE/ESD promote kindergarten children’s creativity, using art as a vehicle?” In order to investigate this question, the following sub-questions were formulated: 1) Are the indications affirming children's expression of creativity detected in the context of an environmental education intervention using visual arts? 2) Which factors seem to influence the development of kindergarten children's creative thinking during an environmental education intervention based on visual arts? 3) How is the creative process evolving towards solving an environmental issue with the contribution of visual arts? The research was conducted in a public kindergarten school in Attica by the in-service kindergarten teacher as the researcher, during the 2012-2013 school year. The method used to investigate the research questions was Action Research (AR), which monitored the design and the implementation of an environmental education intervention about waste reduction and waste management, using visual arts as the main tool. The analysis of the results has shown that creativity is a key competence that can be developed within the context of EE/ESD, promoting the vision for a sustainable school. Specifically, the findings have shown that in order to facilitate the development of kindergarten children’s creative thinking towards resolving an environmental issue, a permissive pedagogical context that takes into account young children’s particular needs and interests is needed. A context that provides students with ample time and space and rich stimuli, so that they can freely develop their ideas and intervene decisively in the context and the content of their learning, gaining more control over the learning and the creative process. In addition, it requires an educator who is responsive to change and innovation and uses learner-centered and collaborative approaches, along with more 'open' pedagogical tools, such as art-based methods, in order to support students' creative thinking and action towards sustainability. An educator with the intention to explore and identify both his/her explicit and implicit theories, beliefs and pedagogical choices as a practitioner, that may restrain the development of creative process and face them with a critical eye, ready to change them, whenever necessary. In summary, the present study argues that: Developing children's creative thinking when tackling an environmental issue through art in a kindergarten school, requires a pedagogical context that is receptive to change and innovation, along with a supportive teacher who utilizes 'open', participatory and collaborative, learner-centered approaches which allow children to be more autonomous and gain more control over the learning process, nurturing their thinking and action for the environment

Preschool education for sustainability and art: approaching children's creativity through the investigation of an environmental issue in kindergarten

This doctoral thesis fits in the scope of Environmental Education/Education for Sustainable Development (EE/ESD) in the context of Preschool Education. It focuses on the concept of creativity, oriented in exploring and solving an environmental issue in a kindergarten school. Specifically, the study aims to investigate whether creative thinking in preschool children is promoted through the development of an educational intervention focused on visual arts, within the framework of EE/ESD. The main research question of this study was: “Does EE/ESD promote kindergarten children’s creativity, using art as a vehicle?” In order to investigate this question, the following sub-questions were formulated: 1) Are the indications affirming children's expression of creativity detected in the context of an environmental education intervention using visual arts? 2) Which factors seem to influence the development of kindergarten children's creative thinking during an environmental education intervention based on visual arts? 3) How is the creative process evolving towards solving an environmental issue with the contribution of visual arts? The research was conducted in a public kindergarten school in Attica by the in-service kindergarten teacher as the researcher, during the 2012-2013 school year. The method used to investigate the research questions was Action Research (AR), which monitored the design and the implementation of an environmental education intervention about waste reduction and waste management, using visual arts as the main tool. The analysis of the results has shown that creativity is a key competence that can be developed within the context of EE/ESD, promoting the vision for a sustainable school. Specifically, the findings have shown that in order to facilitate the development of kindergarten children’s creative thinking towards resolving an environmental issue, a permissive pedagogical context that takes into account young children’s particular needs and interests is needed. A context that provides students with ample time and space and rich stimuli, so that they can freely develop their ideas and intervene decisively in the context and the content of their learning, gaining more control over the learning and the creative process. In addition, it requires an educator who is responsive to change and innovation and uses learner-centered and collaborative approaches, along with more 'open' pedagogical tools, such as art-based methods, in order to support students' creative thinking and action towards sustainability. An educator with the intention to explore and identify both his/her explicit and implicit theories, beliefs and pedagogical choices as a practitioner, that may restrain the development of creative process and face them with a critical eye, ready to change them, whenever necessary. In summary, the present study argues that: Developing children's creative thinking when tackling an environmental issue through art in a kindergarten school, requires a pedagogical context that is receptive to change and innovation, along with a supportive teacher who utilizes 'open', participatory and collaborative, learner-centered approaches which allow children to be more autonomous and gain more control over the learning process, nurturing their thinking and action for the environment.Η παρούσα διδακτορική διατριβή εντάσσεται στο πεδίο της Περιβαλλοντικής Εκπαίδευσης/ Εκπαίδευσης για την Αειφόρο Ανάπτυξη (ΠΕ/ΕΑΑ) στο πλαίσιο της Προσχολικής Εκπαίδευσης. Εστιάζει στην έννοια της δημιουργικότητας, με κατεύθυνση τη διερεύνηση και την επίλυση ενός περιβαλλοντικού ζητήματος στο νηπιαγωγείο. Ειδικότερα η έρευνα επιχειρεί να εξετάσει αν προωθείται η δημιουργική σκέψη των παιδιών της προσχολικής ηλικίας, μέσω ανάπτυξης μιας εκπαιδευτικής παρέμβασης για την ΠΕ/ΕΑΑ, με άξονα τις εικαστικές τέχνες. Το κεντρικό της ερώτημα ήταν: «Προωθεί η ΠΕ/ΕΑΑ τη δημιουργικότητα των παιδιών του νηπιαγωγείου, όταν αξιοποιεί ως όχημα την τέχνη;». Στην προσπάθεια διερεύνησης του κεντρικού ερωτήματος, δομήθηκαν τα επιμέρους ερευνητικά ερωτήματα: 1) Ανιχνεύονται οι ενδείξεις που πιστοποιούν την εκδήλωση της δημιουργικότητας των παιδιών στο πλαίσιο μιας εκπαιδευτικής περιβαλλοντικής παρέμβασης που αξιοποιεί τις εικαστικές τέχνες; 2) Ποιοι παράγοντες επιδρούν στην ανάπτυξη της δημιουργικής σκέψης των παιδιών, κατά τη διάρκεια μιας εκπαιδευτικής περιβαλλοντικής παρέμβασης με άξονα τις εικαστικές τέχνες; 3) Πώς εξελίσσεται η δημιουργική διαδικασία με κατεύθυνση την επίλυση ενός περιβαλλοντικού ζητήματος με τη συμβολή των εικαστικών τεχνών;. Η έρευνα πραγματοποιήθηκε σε ένα δημόσιο νηπιαγωγείο της Αττικής από την εκπαιδευτικό της τάξης, κατά το σχολικό έτος 2012-2013. Η μέθοδος που επιλέχθηκε ώστε να διερευνηθούν τα παραπάνω ερωτήματα ήταν η Έρευνα Δράσης, η οποία ακολούθησε τις φάσεις σχεδιασμού και ανάπτυξης μιας εκπαιδευτικής περιβαλλοντικής παρέμβασης με εργαλείο τις εικαστικές τέχνες, εστιασμένης στη μείωση και τη διαχείριση των αστικών απορριμμάτων. Η ανάλυση των αποτελεσμάτων έδειξε πως η δημιουργικότητα αποτελεί μια ικανότητα-κλειδί, η οποία μπορεί να αναπτυχθεί στο πλαίσιο της ΠΕ/ΕΑΑ, προάγοντας το όραμα για ένα αειφόρο σχολείο. Πιο αναλυτικά, τα ευρήματα κατέδειξαν πως προκειμένου να διευκολυνθεί η ανάπτυξη της δημιουργικής σκέψης των παιδιών του νηπιαγωγείου με κατεύθυνση την επίλυση ενός περιβαλλοντικού ζητήματος, χρειάζεται καταρχήν ένα επιτρεπτικό παιδαγωγικό πλαίσιο, το οποίο λαμβάνει υπόψη τις ανάγκες και τα ενδιαφέροντα των παιδιών αυτής της ηλικίας. Ένα πλαίσιο που παρέχει στους μαθητές επαρκή χώρο και χρόνο και πλούσια ερεθίσματα, ώστε να αναπτύξουν ελεύθερα τις ιδέες τους και να παρεμβαίνουν καθοριστικά στις συνθήκες και το περιεχόμενο της μάθησής τους, αποκτώντας μεγαλύτερο έλεγχο στη μαθησιακή και δημιουργική διαδικασία. Επιπλέον, προϋποθέτει έναν εκπαιδευτικό δεκτικό στην αλλαγή και την καινοτομία που αξιοποιεί μαθητοκεντρικές, ομαδοσυνεργατικές προσεγγίσεις και ‘ανοιχτά’ παιδαγωγικά εργαλεία, όπως είναι οι μέθοδοι που βασίζονται στην τέχνη, ενισχύοντας τη δημιουργική σκέψη και δράση των μαθητών. Έναν εκπαιδευτικό με πρόθεση να διερευνά τις ρητές και περισσότερο τις άρρητες θεωρίες, τις πεποιθήσεις και τις παιδαγωγικές του επιλογές ως επαγγελματίας, οι οποίες εμποδίζουν την εξέλιξη της δημιουργικής διαδικασίας, να στέκεται κριτικά απέναντι σε αυτές, ώστε να είναι πρόθυμος να τις αλλάζει, όταν καθίσταται αναγκαίο. Συνοψίζοντας, η παρούσα έρευνα υποστηρίζει πως: Η ανάπτυξη της δημιουργικής σκέψης των παιδιών κατά την αντιμετώπιση ενός περιβαλλοντικού ζητήματος στο νηπιαγωγείο με όχημα την τέχνη, προϋποθέτει ένα παιδαγωγικό πλαίσιο δεκτικό στην αλλαγή και την καινοτομία και έναν υποστηρικτικό εκπαιδευτικό, ο οποίος αξιοποιεί ‘ανοιχτές’, συμμετοχικές και ομαδοσυνεργατικές προσεγγίσεις που τοποθετούν το μαθητή στο επίκεντρο και του επιτρέπουν μεγαλύτερη αυτονομία και έλεγχο στις συνθήκες μάθησης, ενισχύοντας τη σκέψη και τη δράση του για το περιβάλλον

Assessing the Contribution of Relative Macrophage Frequencies to Subcutaneous Adipose Tissue

Background: Macrophages play an important role in regulating adipose tissue function, while their frequencies in adipose tissue vary between individuals. Adipose tissue infiltration by high frequencies of macrophages has been linked to changes in adipokine levels and low-grade inflammation, frequently associated with the progression of obesity. The objective of this project was to assess the contribution of relative macrophage frequencies to the overall subcutaneous adipose tissue gene expression using publicly available datasets. Methods: Seven publicly available microarray gene expression datasets from human subcutaneous adipose tissue biopsies (n = 519) were used together with TissueDecoder to determine the adipose tissue cell-type composition of each sample. We divided the subjects in four groups based on their relative macrophage frequencies. Differential gene expression analysis between the high and low relative macrophage frequencies groups was performed, adjusting for sex and study. Finally, biological processes were identified using pathway enrichment and network analysis. Results: We observed lower frequencies of adipocytes and higher frequencies of adipose stem cells in individuals characterized by high macrophage frequencies. We additionally studied whether, within subcutaneous adipose tissue, interindividual differences in the relative frequencies of macrophages were reflected in transcriptional differences in metabolic and inflammatory pathways. Adipose tissue of individuals with high macrophage frequencies had a higher expression of genes involved in complement activation, chemotaxis, focal adhesion, and oxidative stress. Similarly, we observed a lower expression of genes involved in lipid metabolism, fatty acid synthesis, and oxidation and mitochondrial respiration. Conclusion: We present an approach that combines publicly available subcutaneous adipose tissue gene expression datasets with a deconvolution algorithm to calculate subcutaneous adipose tissue cell-type composition. The results showed the expected increased inflammation gene expression profile accompanied by decreased gene expression in pathways related to lipid metabolism and mitochondrial respiration in subcutaneous adipose tissue in individuals characterized by high macrophage frequencies. This approach demonstrates the hidden strength of reusing publicly available data to gain cell-type-specific insights into adipose tissue function

An interferon-related signature characterizes the whole blood transcriptome profile of insulin-resistant individuals-the CODAM study

BACKGROUND: Worldwide, the prevalence of obesity and insulin resistance has grown dramatically. Gene expression profiling in blood represents a powerful means to explore disease pathogenesis, but the potential impact of inter-individual differences in a cell-type profile is not always taken into account. The objective of this project was to investigate the whole blood transcriptome profile of insulin-resistant as compared to insulin-sensitive individuals independent of inter-individual differences in white blood cell profile. RESULTS: We report a 3% higher relative amount of monocytes in the insulin-resistant individuals. Furthermore, independent of their white blood cell profile, insulin-resistant participants had (i) higher expression of interferon-stimulated genes and (ii) lower expression of genes involved in cellular differentiation and remodeling of the actin cytoskeleton. CONCLUSIONS: We present an approach to investigate the whole blood transcriptome of insulin-resistant individuals, independent of their DNA methylation-derived white blood cell profile. An interferon-related signature characterizes the whole blood transcriptome profile of the insulin-resistant individuals, independent of their white blood cell profile. The observed signature indicates increased systemic inflammation possibly due to an innate immune response and whole-body insulin resistance, which can be a cause or a consequence of insulin resistance. Altered gene expression in specific organs may be reflected in whole blood; hence, our results may reflect obesity and/or insulin resistance-related organ dysfunction in the insulin-resistant individuals. SUPPLEMENTARY INFORMATION: The online version contains supplementary material available at 10.1186/s12263-021-00702-7

WikiPathways: a multifaceted pathway database bridging metabolomics to other omics research

WikiPathways (wikipathways.org) captures the collective knowledge represented in biological pathways. By providing a database in a curated, machine readable way, omics data analysis and visualization is enabled. WikiPathways and other pathway databases are used to analyze experimental data by research groups in many fields. Due to the open and collaborative nature of the WikiPathways platform, our content keeps growing and is getting more accurate, making WikiPathways a reliable and rich pathway database. Previously, however, the focus was primarily on genes and proteins, leaving many metabolites with only limited annotation. Recent curation efforts focused on improving the annotation of metabolism and metabolic pathways by associating unmapped metabolites with database identifiers and providing more detailed interaction knowledge. Here, we report the outcomes of the continued growth and curation efforts, such as a doubling of the number of annotated metabolite nodes in WikiPathways. Furthermore, we introduce an OpenAPI documentation of our web services and the FAIR (Findable, Accessible, Interoperable and Reusable) annotation of resources to increase the interoperability of the knowledge encoded in these pathways and experimental omics data. New search options, monthly downloads, more links to metabolite databases, and new portals make pathway knowledge more effortlessly accessible to individual researchers and research communities.© The Author(s) 201