14-3-3zeta is required for PKA-dependent lipolysis in mature adipocytes

Abstract

Une augmentation de l’hypertrophie et l'hyperplasie des adipocytes est au coeur du développement de l'obésité. Nous avons déjà constaté que 14-3-3zeta (14-3-3ζ), une protéine d’échafaudage moléculaire, a plusieurs rôles essentiels dans l'adipogenèse. Cependant, les contributions de 14-3-3ζ dans la fonction des adipocytes matures ne sont pas connues. Les cellules 3T3-L1 et souris dépourvues de 14-3-3ζ dans les adipocytes (adi14-3-3ζKO) ont été utilisés pour examiner le rôle de 14-3-3ζ dans la lipolyse. L’élimination de 14-3-3ζ dans les cellules 3T3-L1 par l’ARNi a réduit significativement la lipolyse stimulée par l'isoprotérénol (un agoniste bêta adrénergique), la forskoline (un activateur de l’adénylate cyclase) et le dibutyryl AMPc (dbcAMP). Les analyses par qPCR ont démontré des réductions significatives d’adipose triglyceride lipase (Atgl) et lipase hormonsensible (Hsl) au niveau transcriptionnel. De plus, une réduction au niveau des substrats de la PKA phosphorylés et totaux tels que HSL et CREB, a été détectée par Western Blot dans les 3T3-L1 appauvris en 14-3-3ζ. Ces résultats in vitro ont été récapitulés in vivo, car des diminutions des taux phosphorylés et totaux de HSL ont été observés dans le tissu adipeux gonadique des souris adi14-3-3ζKO. Les souris adi14-3-3ζKO et les explants gonadiques ont également montré une lipolyse affaiblie après des injections i.p de l’agoniste bêta 3-adrénergique CL-316,243 et un traitement de l’isoprotérénol respectivement. De manière intéressante, une diminution de l’expression de 14-3-3ζ dans les cellules 3T3-L1 et les souris adi14-3-3ζKO a mené à une diminution des caractéristiques des adipocytes matures telles que les niveaux d’ARNm de Pparg, Lpl et Fabp4, les niveaux de PPARγ, le contenu en triglycérides et l'incorporation de Oil Red-O. Collectivement, ces résultats démontrent que 14-3-3ζ joue un rôle essentiel en facilitant la lipolyse et en déterminant la maturité des adipocytes.

Altered hypertrophy and hyperplasia of adipocytes lie at the core of the development of obesity. We previously demonstrated that the molecular scaffold 14-3-3zeta (14-3-3ζ) had essential roles in adipogenesis. However, the contributions of 14-3-3ζ to mature adipocyte function are not known. 3T3-L1 cells and tamoxifen-inducible adipocyte-specific 14-3-3ζ knockout mice (adi14-3-3ζKO) models were used to examine the roles of 14-3-3ζ in lipolysis. siRNA-mediated knockdown of 14-3-3ζ impaired lipolysis in 3T3-L1 cells stimulated by the beta-adrenergic agonist isoproterenol (Iso), forskolin (an activator of adenylyl cyclase) and dibutyryl cAMP (dbcAMP). qPCR analyses revealed significant reductions in lipase transcript levels (Atgl and Hsl). Furthermore, reductions in the phosphorylated and total levels of PKA substrates such as HSL and CREB were detected in 14-3-3ζ-depleted 3T3-L1 lysates by immunoblotting. These findings were recapitulated in vivo, as reductions in phosphorylated and total HSL levels were detected in the gonadal adipose tissue of adi14-3-3ζKO mice. adi14-3-3ζKO mice and gonadal explants also displayed impaired lipolysis following i.p CL-316,243 (a beta-3 adrenergic agonist) injections and Iso treatment respectively. Interestingly, decreased 14-3-3ζ expression in 3T3-L1 cells and mice revealed reductions in characteristics of a mature adipocyte, such as Pparg, Lpl, and Fabp4 transcript levels, PPARγ levels, triglyceride content, and Oil Red O (ORO) incorporation. Collectively, these results demonstrate that 14-3-3ζ has essential roles in facilitating lipolysis and determining adipocyte maturity.