パルミチン酸は、成熟脂肪細胞における小胞体ストレスとオートファジーを誘導します：アポトーシスと炎症への影響

肥満によって誘発される小胞体（ER）ストレスと炎症は、インスリン経路の障害とともに脂肪細胞の機能不全につながります。最近の研究では、オートファジーの生理学的役割を理解することが非常に重要であることが示されています。本研究では、3T3-L1脂肪細胞にパルミチン酸（PA）を事前に充填して、人為的に肥大した成熟脂肪細胞を生成するin vitroモデルが使用されました。PAは、ウエスタンブロット分析と蛍光顕微鏡で示されるように、微小管関連タンパク質1軽鎖3（LC3）-II形成の増加によって決定されるオートファジーフラックスを誘導し、透過型電子顕微鏡（TEM）を使用して確認されました。TEMおよびウエスタンブロット分析を使用して、ERストレスマーカーのレベルの増加、BIP、転写因子4（ATF4）およびC/EBP相同タンパク質（CHOP）の活性化によって示されるように、PAに応答したERストレスの増加が観察されました。真核生物翻訳開始因子2αおよびC-Jun N末端キナーゼ（JNK）のリン酸化。注目すべきことに、PA誘発ERストレスはオートファジーの活性化の前に発生したことが観察されました。オートファジーは、ERストレス阻害剤4-フェニルブチレート（4-PBA）、およびJNK阻害剤SP600125で治療することによりオートファジーが抑制されたため、JNK依存性ERストレスに応じてオートファジーが誘導されたことを確認しました。クロロキン（CQ）を使用したオートファジーの阻害により、ERストレスの悪化と細胞死のレベルの増加が観察されました。重要なことに、オートファジーが炎症に関連しているかどうかを判断するために、オートファジー阻害剤、3-メチルアデニン（3-MA）が使用されました。オートファジーの阻害により、単球化学誘引物質タンパク質-1（MCP-1）およびインターロイキン-6（IL-6）のPA誘発発現がさらに増加しました。一貫して、SP600125での治療後もこのような増加が観察されました。結論として、我々のデータは、PAがERストレス-Jnk-autophagy軸を誘発すること、およびこれが肥大脂肪細胞におけるPA誘発細胞死とストレスに対する生存促進効果を付与することを示しています。オートファジーのJNK依存性の活性化は、PA誘発性の炎症を減少させます。したがって、オートファジーの刺激は、脂肪細胞の機能不全と炎症を減衰させる方法になる可能性があります。

Endoplasmic reticulum (ER) stress and inflammation induced by obesity lead to adipocyte dysfunction, with the impairment of the insulin pathway. Recent studies have indicated that understanding the physiological role of autophagy is of great significance. In the present study, an in vitro model was used in which 3T3-L1 adipocytes were pre-loaded with palmitate (PA) to generate artificially hypertrophied mature adipocytes. PA induced an autophagic flux, determined by an increased microtubule-associated protein 1 light chain 3 (LC3)-II formation, as shown by western blot analysis and fluorescence microscopy, and was confirmed using transmission electron microscopy (TEM). Using TEM and western blot analysis, we observed increased ER stress in response to PA, as indicated by the increased levels of the ER stress markers, BiP, activating transcription factor 4 (ATF4) and C/EBP homologous protein (CHOP), and the phosphoralytion of eukaryotic translation initiation factor 2α and c-Jun N-terminal kinase (JNK). Of note, we observed that the PA-induced ER stress occurred prior to the activation of autophagy. We confirmed that autophagy was induced in response to JNK-dependent ER stress, as autophagy was suppressed by treatment with the ER stress inhibitor, 4-phenyl butyrate (4-PBA), and the JNK inhibitor, SP600125. Upon the inhibition of autophagy using chloroquine (CQ), we observed exacerbated ER stress and an increased level of cell death. Importantly, to determine whether autophagy is linked to inflammation, the autophagy inhibitor, 3-methyladenine (3-MA) was used. The inhibition of autophagy led to a further increase in the PA-induced expression of monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1) and interleukin-6 (IL-6). Consistently, such an increase was also observed following treatment with SP600125. In conclusion, our data indicate that PA elicits a ER stress-JNK-autophagy axis, and that this confers a pro-survival effect against PA-induced cell death and stress in hypertrophied adipocytes. The JNK-dependent activation of autophagy diminishes PA-induced inflammation. Therefore, the stimulation of autophagy may become a method with which to attenuate adipocyte dysfunction and inflammation.