HMADS脂肪細胞の脂肪分解へのアディポーズトリグリセリドリパーゼとホルモン感受性リパーゼの寄与

脂肪分解は、トリグリセリドが脂肪酸に加水分解される異化経路です。脂肪トリグリセリドリパーゼ（ATGL）およびホルモン感受性リパーゼ（HSL）は、トリグリセリドの最初のエステル結合をin vitroで加水分解する能力を持っていますが、ヒト脂肪細胞における全細胞脂肪分解へのそれぞれの寄与は不明です。ここでは、基底脂肪細胞モデルであるHMADS細胞におけるHSL、ATGL、およびそのコアクチベーターCGI-58の役割を調査しました。HMADS脂肪細胞は、脂肪酸代謝のさまざまな成分を発現し、一次培養脂肪細胞と同様の脂肪分解能力を示します。刺激された脂肪分解の状態を除いて、脂肪分解と脂肪酸エステル化が密接に結合されていることを示します。免疫細胞化学実験により、急性フォルスコリン治療がサイトゾルから小さな脂質液滴へのHSL転座を促進し、サイトゾルからのATGLの再分布と小さな脂質液滴へのATGLの再分布を促進し、2つの脂肪滴の共局在が濃縮されることが明らかになりました。HSLまたはATGLの過剰発現により、トリグリセリド特異的な加水分解酵素容量が増加しましたが、ATGLの過剰発現のみが全細胞脂肪分解を増加させました。HSLサイレンシングは、基底脂肪分解に影響を与えず、フォルスコリン刺激脂肪分解を部分的に減少させただけでした。逆に、ATGLまたはCGI-58のサイレンシングは、基底脂肪分解を有意に減少させ、Forskolin刺激脂肪分解を本質的に廃止しました。全体として、これらの結果は、ATGL/CGI-58がHSLとは独立して作用し、ヒトHMADS脂肪細胞におけるトリグリセリドの連続的な加水分解における作用に先行することを示唆しています。

Lipolysis is the catabolic pathway by which triglycerides are hydrolyzed into fatty acids. Adipose triglyceride lipase (ATGL) and hormone-sensitive lipase (HSL) have the capacity to hydrolyze in vitro the first ester bond of triglycerides, but their respective contributions to whole cell lipolysis in human adipocytes is unclear. Here, we have investigated the roles of HSL, ATGL, and its coactivator CGI-58 in basal and forskolin-stimulated lipolysis in a human white adipocyte model, the hMADS cells. The hMADS adipocytes express the various components of fatty acid metabolism and show lipolytic capacity similar to primary cultured adipocytes. We show that lipolysis and fatty acid esterification are tightly coupled except in conditions of stimulated lipolysis. Immunocytochemistry experiments revealed that acute forskolin treatment promotes HSL translocation from the cytosol to small lipid droplets and redistribution of ATGL from the cytosol and large lipid droplets to small lipid droplets, resulting in enriched colocalization of the two lipases. HSL or ATGL overexpression resulted in increased triglyceride-specific hydrolase capacity, but only ATGL overexpression increased whole cell lipolysis. HSL silencing had no effect on basal lipolysis and only partially reduced forskolin-stimulated lipolysis. Conversely, silencing of ATGL or CGI-58 significantly reduced basal lipolysis and essentially abolished forskolin-stimulated lipolysis. Altogether, these results suggest that ATGL/CGI-58 acts independently of HSL and precedes its action in the sequential hydrolysis of triglycerides in human hMADS adipocytes.