Caracterización y regulación nutricional de la Sinaptotagmina 1 hepática de ratón

INTRODUCCIÓN El presente trabajo pretende demostrar la presencia de sinaptotagmina 1 en hígado y dilucidar la relación con la movilización de lípidos y con los mecanismos mediante los cuales el hígado se vuelve esteatósico. El efecto de la sobreexpresión de Sinaptotagmina 1 en el hígado se ha utilizado como una herramienta para inferir su papel en la esteatosis hepática, para ello se utilizaron dos modelos experimentales de ratón, un modelo normal alimentado con una dieta normal y un modelo de ratón carente de apolipoproteína E alimentado con una dieta alta en grasa que desarrolla esteatosis espontánea en un corto periodo de tiempo, para valorar los efectos de la proteína SYT1 hepática sobre el desarrollo de la esteatosis y otros parámetros relacionados. Puesto que la dieta es uno de los reguladores metabólicos más determinante y modificable en cuanto a su composición, en esta tesis doctoral se ha estudiado el efecto que tienen ciertos compuestos suplementados en la dieta así como la influencia del sexo y la castración sobre la expresión génica de Sinaptotagmina 1 para intentar explicar de qué manera la expresión de Sinaptotagmina 1 está afectada por diferentes factores involucrados en la esteatosis hepática y su relación con la enfermedad. DESARROLLO TEÓRICO La enfermedad del hígado graso no alcohólico (EHGNA) es la forma más común de las enfermedades hepáticas, llegando a tener una prevalencia superior a un 25% en algunos grupos étnicos en la sociedad occidental. La sobrealimentación, la baja actividad física, la resistencia a la insulina y los factores genéticos son los principales factores de riesgo de una enfermedad cuya prevalencia va en aumento y donde los mecanismos moleculares desencadenantes por los cuales el hígado se vuelve esteatósico siguen sin aclararse. Usando modelos nutricionales (dieta occidental enriquecida con los isómeros c9, t11-CLA o t10, c12-CLA o dietas normales suplementadas con un 10% de aceite de oliva) y genéticos de esteatosis hepática en ratones (ratones Apoe- y Cbs-deficientes, estos últimos hiperhomocisteinemicos), donde los niveles y la composición de lipoproteínas están alterados, junto con el análisis de microarray y su confirmación por técnicas de qPCR miembros del grupo encontraron asociación entre la expresión de Sinaptotagmina 1 (Syt1), una proteína vesicular involucrada en procesos de endo/exocitosis en tejidos neuroendocrinos, y la esteatosis hepática. CONCLUSIÓN La expresión hepática de Sinaptotagmina 1 en ratón parece estar afectada por el dimorfismo sexual hepático donde la liberación de hormonas ováricas serían necesarias para inducir el aumento de la expresión hepática de Syt1 observada en las hembras. Pese a la alteración del contenido lipídico hepático debido a la expresión de Syt1, su regulación a nivel transcripcional y su implicación en la enfermedad hepática parece ser compleja y difícil de determinar cuando convergen varios factores que aceleran el desarrollo de la enfermedad hepática como factores genéticos, la deficiencia en APOE, factores dietéticos, el sexo o la castración, por lo que nuevas estrategias parecen ser necesarias para dilucidar su rol en el metabolismo lipídico hepático. BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA Farrell, G.C. and C.Z. Larter, Nonalcoholic fatty liver disease: from steatosis to cirrhosis. Hepatology, 2006. 43(2 Suppl 1): p. S99-S112. Südhof, T.C., A molecular machine for neurotransmitter release: synaptotagmin and beyond. Nat Med, 2013. 19(10): p. 1227-31. Guillén, N., et al., Microarray analysis of hepatic gene expression identifies new genes involved in steatotic liver. Physiol Genomics, 2009. 37(3): p. 187-98. Bullo, M., P. Cozar-Torrell, and J. Salas-Salvado, Dietary regulation of glucose metabolism in metabolic syndrome. Curr Vasc Pharmacol, 2014. 11(6): p. 928-45 Clodfelter, K.H., et al., Sex-dependent liver gene expression is extensive and largely dependent upon signal transducer and activator of transcription 5b (STAT5b): STAT5b-dependent activation of male genes and repression of female genes revealed by microarray analysis. Mol Endocrinol, 2006. 20(6): p. 1333-51

Pgc1a is responsible for the sex differences in hepatic Cidec/Fsp27 mRNA expression in hepatic steatosis of mice fed a Western diet

Hepatic fat-specific protein 27 [cell death-inducing DNA fragmentation effector protein C (Cidec)/Fsp27] mRNA levels have been associated with hepatic lipid droplet extent under certain circumstances. To address its hepatic expression under different dietary conditions and in both sexes, apolipoprotein E (Apoe)-deficient mice were subjected to different experimental conditions for 11 wk to test the influence of cholesterol, Western diet, squalene, oleanolic acid, sex, and surgical castration on Cidec/Fsp27 mRNA expression. Dietary cholesterol increased hepatic Cidec/Fsp27β expression, an effect that was suppressed when cholesterol was combined with saturated fat as represented by Western diet feeding. Using the latter diet, neither oleanolic acid nor squalene modified its expression. Females showed lower levels of hepatic Cidec/Fsp27β expression than males when they were fed Western diets, a result that was translated into a lesser amount of CIDEC/FSP27 protein in lipid droplets and microsomes. This was also confirmed in low-density lipoprotein receptor (Ldlr)-deficient mice. Incubation with estradiol resulted in decreased Cidec/Fsp27β expression in AML12 cells. Whereas male surgical castration did not modify the expression, ovariectomized females did show increased levels compared with control females. Females also showed increased expression of peroxisome proliferator-activated receptor-γ coactivator 1-α (Pgc1a), suppressed by ovariectomy, and the values were significantly and inversely associated with those of Cidec/Fsp27β. When Pgc1a-deficient mice were used, the sex differences in Cidec/Fsp27β expression disappeared. Therefore, hepatic Cidec/Fsp27β expression has a complex regulation influenced by diet and sex hormonal milieu. The mRNA sex differences are controlled by Pgc1a.This research was supported by Ministerio de Economía y CompetitividadFondo Europeo de Desarrollo Regional (Grants SAF2015-63904-R, SAF2016-75441-R, and RTI2018-093864-B-I00), Fondo Social Europeo-Gobierno de Aragón (Grant B16_17R), and the European Union’s Horizon 2020 research and innovation program under Marie Skłodowska-Curie Grant Agreement 721236-TREATMENT to M. Monsalve. Centro de Investigación Biomédica en Red Fisiopatología de la Obesidad y Nutrición (CB06/03/1012) is an initiative of Instituto de Salud Carlos III. L. V. Herrera-Marcos and S. Sancho-Knapik were recipients of Fondo Social Europeo-Gobierno de Aragón and Fundación Cuenca-Villoro (BE 203/2009) fellowships, respectively