Role of caveolin-1 in control of adipocyte lipid storage capacties
Rôle de Caveoline-1 dans la contrôle de la capacité de stockage lipidique adipocytaire
Résumé
Caveolin-1 and cavins proteins form membrane caveolae, invaginations of the plasma membrane that are particularly abundant adipocytes and endothelial cells within adipose tissue. Caveolin-1 deficiency leads to lipoatrophy in transgenic mice models suggesting a critical role in the control of lipid storage. Studies on Cav-1 deficient mice model (Cav1 (-/-) mice) also revealed important defects in the cardiovascular function, that are rescued by specific reexpression of Cav1 in endothelium (Cav1 RC mice).To address the contribution of endothelial caveolin-1 expression to the lipoatrophic phenotype, we compared metabolic phenotypes observed in Cav1 deficient with those of Cav1 RC and control mice and found a persistent lipoatrophic phenotype in Cav1 (-/-) mice. Considering the key role of caveolin-1 in the control of adipose tissue lipid storage capacity, we chose an overexpression approach of caveolin-1 and cavins 3T3-L1 adipocytes to investigate the underlying molecular mechanisms. All three cell lines contained a higher number of caveolae whereas only caveolin-1 overexpression led to lipid droplet expansion both in vitro and in vivo, suggesting that caveolin-1 control on lipid storage occurs outside of caveolae. In agreement, larger lipid droplets were found in cells expressing a caveolin-1-perilipin-GFP fusion construct, in which exogenous caveolin-1 strictly localized onto lipid droplets. Together our data demonstrate a specific role of lipid droplet caveolin-1 pool, independent of caveolae to modulate lipid droplet expansibility
Les cavéolines et les protéines cavines forment le manteau d'invaginations membranaires appelées cavéoles. Dans le tissu adipeux (TA), ces structures sont très abondantes dans les adipocytes et les cellules endothéliales. Une perte d'expression de cavéoline-1 a pour conséquence une lipoatrophie sévère chez les souris invalidées pour ce gène (Cav1(-/-)), ce qui a conduit à suggérer un rôle important de Cav1 pour le contrôle de la capacité de stockage du TA. Par ailleurs, les souris Cav1(-/-) présentent des défauts vasculaires, phénotype totalement corrigé par une réexpression spécifique de Cav1 au niveau de l'endothélium (souris Cav1 RC). Afin de déterminer les rôles respectifs de la cavéoline-1 adipocytaire et endothéliale dans l'établissement de la lipoatrophie observée chez les souris Cav1(-/-), nous avons comparé les phénotypes adipeux de souris contrôles, Cav1(-/-) et Cav1 RC et établi ainsi le rôle majeur de la cavéoline-1 adipocytaire dans l'apparition de ce phénotype. Pour caractériser les mécanismes impliqués, nous avons surexprimé Cav1 et les cavines dans la lignée adipocytaire 3T3-L1. Nous montrons que ces surexpressions augmentent le nombre de cavéoles à la membrane plasmique des adipocytes. En revanche, seule la surexpression de Cav1 induit la croissance des gouttelettes lipidiques (GL), suggérant que cet effet de Cav1 s'exerce en dehors des cavéoles. En accord, la surexpression de Cav1 exclusivement à la surface des GLs augmente la taille de ces organites dans les adipocytes. Ces résultats démontrent un rôle spécifique de la cavéoline-1 à la surface de la GL, indépendant des cavéoles, dans le contrôle de la capacité de stockage lipidique adipocytaire
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