Metabolic consequences of adipocyte progenitor replicative senescence: mechanism and intervention

脂肪细胞祖细胞复制衰老的代谢后果:机制和干预

基本信息

项目摘要

Under conditions of energy excess, fatty acids not utilized by the body are normally stored in white adipocytes, where they can be released and used for fuel under energy depletion by other organs. In obesity, adipocyte enlargement (hypertrophy) in white adipose tissue (AT) leads to a reduced ability of AT to contain triglycerides, causing lipid deposition in other organs, which leads to insulin resistance (IR), and type-2 diabetes (T2D) development. Obesity does not cause T2D if AT is well vascularized and composed of small white adipocytes and mitochondria-rich beige adipocytes, indicating that AT hyperplasia is the key to metabolic health. Adipocytes undergo turnover throughout aging and their pools in AT are maintained by heterogeneous adipose progenitor cells (APCs) that divide, self-renew and differentiate into preadipocytes to replace dying adipocytes in AT. Our preliminary data show that APC proliferation is under circadian control that is dysregulated upon high fat-diet feeding. PDGF receptors, PDGFRα and PDGFRβ, which signal to direct APC differentiation into beige or white adipocytes, respectively, appear to mediate this diurnal proliferation. Clinical data linking telomere shortening in AT with T2D development suggests that sustained ability of APCs to divide and give rise to new adipocytes, rather than reliance on the expansion of previously existing large, white adipocytes, explains the lack of T2D development in “healthy obese” individuals. This proposal is based on preliminary data showing that the long- term outcome of replicative APC senescence and depletion is adipocyte hypertrophy and AT fibrosis, resulting in metabolic dysfunction. Our overarching hypothesis is that APC over-proliferation in AT, aggravated by diet- induced obesity and disruption of circadian mitogenic signaling, accelerates APC replicative senescence, leading to AT metabolic dysfunction and 2TD. Here we will use genetic mouse models to analyze and manipulate APCs regulated by PDGF-A / Pdgfrα, signaling, which are skewed toward beige adipogenesis, and APCs regulated by PDGF-D / Pdgfrβ , which are skewed toward white adipogenesis. Using mouse models of accelerated telomere shortening, we will establish the consequences of replicative senescence of white and beige preadipocytes on AT and integrative physiology. In Aim 2, using mouse models of circadian dysregulation, we will investigate the mechanisms controlling white and beige adipocyte progenitor proliferation and determine the effect of circadian disruption in APC on AT function. In Aim 3, we will test approaches to nutritional control of white and beige APC exhaustion and metabolic dysfunction. Effects of dietary interventions on mitogenic signaling, APC proliferation, telomere shortening, white / beige adipocyte pools and metabolism will be analyzed. An innovation of this study is a mechanistic explanation to how depletion of APC populations in distinct AT depots due to metabolic disbalance predisposes to metabolic dysfunction. Establishing nutritional approaches to normalizing APC proliferation will have a translational impact in the field of obesity, diabetes, and aging.
在超过能量的条件下,人体未利用的脂肪酸通常存储在白色脂肪细胞中, 它们可以在其他器官的能量耗竭下释放并用于燃料。在目标上,脂肪细胞 白色脂肪组织(AT)中的增加(肥大)导致AT含有甘油三酸酯的能力降低, 在其他器官中引起脂质沉积,这会导致胰岛素抵抗(IR)和2型糖尿病(T2D) 发展。如果AT良好的血管化并由小白色脂肪细胞组成,则肥胖不会引起T2D 线粒体富含米色的脂肪细胞,表明在增生时是代谢健康的关键。脂肪细胞 在整个衰老中进行流动率,其池中的AT由异质脂肪祖细胞维持 分裂,自我更新和分化为前脂肪细胞的细胞(APC),以替代AT中的垂死脂肪细胞。我们的 初步数据表明,APC增殖处于昼夜节律的控制下,在高脂肪diet上失调 进食。 PDGF受体,PDGFRα和PDGFRβ,它们信号将APC分化为米色或白色 脂肪细胞分别介导这种昼夜增殖。将端粒缩短的临床数据 随着T2D的开发,APC的持续能力分裂并引起新的脂肪细胞, 而不是缓解以前现有的大白脂肪细胞的扩展,而是解释了缺乏T2D 在“健康肥胖”个体中发展。该提案基于初步数据,表明长期 复制性APC感应和部署的术语结果是脂肪细胞肥大,在纤维化时,由此产生 在代谢功能障碍中。我们的总体假设是APC在AT中的过度增殖,由饮食汇总 - 诱导的肥胖症和昼夜节律信号的破坏,加速了APC复制感,领先 到代谢功能障碍和2TD。在这里,我们将使用遗传小鼠模型来分析和操纵APC 由PDGF-A /PDGFRα调节,信号传导偏向米色脂肪形成,而APC受到APC的调节 PDGF-D /PDGFRβ,偏向白色脂肪形成。使用加速端粒的鼠标模型 缩短,我们将确定白色和米色前脂肪细胞复制感的后果 AT和综合生理学。在AIM 2中,使用昼夜节律失调的小鼠模型,我们将研究 控制白色和米色脂肪细胞祖细胞增殖的机制,并确定昼夜节律的影响 APC AT功能中的破坏。在AIM 3中,我们将测试白色和米色APC的营养控制方法 疲惫和代谢功能障碍。饮食干预对有丝分裂信号传导,APC增殖的影响, 将分析端粒缩短,白 /米色脂肪细胞池和代谢。这项研究的创新 是一种机制解释,说明如何由于代谢而在沉积物中耗尽不同 破坏易于代谢功能障碍。建立归一化APC的营养方法 扩散将在肥胖,糖尿病和衰老领域产生翻译影响。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Mikhail G Kolonin其他文献

Mikhail G Kolonin的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Mikhail G Kolonin', 18)}}的其他基金

Metabolic consequences of adipocyte progenitor replicative senescence: mechanism and intervention
脂肪细胞祖细胞复制衰老的代谢后果:机制和干预
  • 批准号:
    10570875
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
Metabolic consequences of adipocyte progenitor replicative senescence: mechanism and intervention
脂肪细胞祖细胞复制衰老的代谢后果:机制和干预
  • 批准号:
    10211636
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
The Function of Prohibitin / Annexin 2 Interaction in White Adipose Tissue
白色脂肪组织中抑制素/膜联蛋白 2 相互作用的功能
  • 批准号:
    8568968
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
The Function of Prohibitin / Annexin 2 Interaction in White Adipose Tissue
白色脂肪组织中抑制素/膜联蛋白 2 相互作用的功能
  • 批准号:
    7862007
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
Brown Adipose Tissue Vasculature Probes for Non-Invasive Imaging
用于非侵入性成像的棕色脂肪组织脉管系统探头
  • 批准号:
    8150382
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
The Function of Prohibitin / Annexin 2 Interaction in White Adipose Tissue
白色脂肪组织中抑制素/膜联蛋白 2 相互作用的功能
  • 批准号:
    8470638
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
Brown Adipose Tissue Vasculature Probes for Non-Invasive Imaging
用于非侵入性成像的棕色脂肪组织脉管系统探头
  • 批准号:
    8043433
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
The Function of Prohibitin / Annexin 2 Interaction in White Adipose Tissue
白色脂肪组织中抑制素/膜联蛋白 2 相互作用的功能
  • 批准号:
    8282866
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
The Function of Prohibitin / Annexin 2 Interaction in White Adipose Tissue
白色脂肪组织中抑制素/膜联蛋白 2 相互作用的功能
  • 批准号:
    8080802
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
Identification of Proteins Mediating Prostate Cancer
介导前列腺癌的蛋白质的鉴定
  • 批准号:
    7016297
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:

相似国自然基金

基于腔光机械效应的石墨烯光纤加速度计研究
  • 批准号:
    62305039
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于自持相干放大的高精度微腔光力加速度计研究
  • 批准号:
    52305621
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
位移、加速度双控式自复位支撑-高层钢框架结构的抗震设计方法及韧性评估研究
  • 批准号:
    52308484
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
高离心加速度行星排滚针轴承多场耦合特性与保持架断裂失效机理研究
  • 批准号:
    52305047
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于偏心光纤包层光栅的矢量振动加速度传感技术研究
  • 批准号:
    62305269
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

The Role of Mitochondrial TNAP in Adaptive Thermogenesis
线粒体 TNAP 在适应性产热中的作用
  • 批准号:
    10591696
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
Metabolic consequences of adipocyte progenitor replicative senescence: mechanism and intervention
脂肪细胞祖细胞复制衰老的代谢后果:机制和干预
  • 批准号:
    10570875
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
Metabolic consequences of adipocyte progenitor replicative senescence: mechanism and intervention
脂肪细胞祖细胞复制衰老的代谢后果:机制和干预
  • 批准号:
    10211636
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
THE ROLE OF HEPATOKINE ORM2 IN ADIPOSE TISSUE INFLAMMATION
肝因子 ORM2 在脂肪组织炎症中的作用
  • 批准号:
    10615859
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
MiR-409-3p Regulates Angiogensis, Brown Fat Adiposity and Insulin Resistance
MiR-409-3p 调节血管生成、棕色脂肪肥胖和胰岛素抵抗
  • 批准号:
    10615029
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 39万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了