Glucocorticoid modulates oxidative and thermogenic function of rat brown adipose tissue and human brown adipocytes

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Bolin, Anaysa Paola ; Silva, Flaviane de Fatima ; Salgueiro, Rafael Barrera ; dos Santos, Bruna Araujo ; Komino, Ayumi Cristina Medeiros ; Andreotti, Sandra ; de Sousa, Erica ; de Castro, Erique ; Real, Caroline Cristiano ; Faria, Daniele de Paula ; Souza, Gerson Profeta ; Camara, Henrique ; Sorgi, Carlos Arterio ; Tseng, Yu-Hua ; Lima, Fabio Bessa ; Rodrigues, Alice Cristina

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Journal of Cellular Physiology; v. 239, n. 9, p. 12-pg., 2024-08-01.

Resumo

Chronic and excessive glucocorticoid (GC) exposure can cause Cushing's syndrome, resulting in fat accumulation in selected body areas. Particularly in the brown adipose tissue (BAT), GC acts negatively, resulting in whitening of the tissue. We hypothesized that dysregulation of microRNAs by GC could be an additional mechanism to explain its negative actions in BAT. Male Wistar rats were divided into two groups: (1) Control sham and (2) GC group that was administered dexamethasone 6.25 mg/200 mu L via osmotic pump implantation over 28 days. After this period, the animals were euthanized and BAT tissue was properly stored. Human fat cells treated with dexamethasone were used to translate the experimental results found in animals to human biology. GC-treated rat BAT presented with large lipid droplets, severely impaired thermogenic activation, and reduced glucose uptake measured by F-18-FDG PET/CT. GC exposure induced a reduction in the mitochondrial OXPHOS system and oxygen consumption. MicroRNA profiling of BAT revealed five top-regulated microRNAs and among them miR-21-5p was the most significantly upregulated in GC-treated rats compared to the control group. Although upregulation of miR-21-5p in the tissue, differentiated primary brown adipocytes from GC-treated rats had decreased miR-21-5p levels compared to the control group. To translate these results to the clinic, human brown adipocytes were treated with dexamethasone and miR-21-5p inhibitor. In human brown cells, inhibition of miR-21-5p increased brown adipocyte differentiation and prevented GC-induced glucose uptake, resulting in a lower glycolysis rate. In conclusion, high-dose GC therapy significantly impacts brown adipose tissue function, with a notable association between glucose uptake and miR-21-5p. (AU)

• Processo FAPESP: 18/15167-1 - Neuroimagem translacional na deficiência intelectual: avaliação de alterações moleculares associadas ao envelhecimento na Síndrome de Down
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• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 21/11174-6 - Estudo translacional do miR-146a e miR-21 na lipodistrofia associada ao glicocorticóide
• Beneficiário: Anaysa Paola Bolin
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 16/08202-0 - Avaliação da expressão de microRNAs no tecido adiposo relacionados a comunicação neuro-adiposa na prole de camundongos com obesidade induzida por dieta hiperlipídica
• Beneficiário: Erica de Sousa
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 18/16856-5 - Estudo das alterações na resposta lipolítica e na gliceroneogênese em territórios adiposos de diferentes localizações anatômicas induzidas pelo hipercortisolismo iatrogênico crônico
• Beneficiário: Ayumi Cristina Medeiros Komino
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 22/01363-9 - O efeito do tratamento com glicocorticoide e/ou de insulin no perfil de miRNAs exossomais de diferentes adipócitos
• Beneficiário: Rafael Barrera Salgueiro
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 16/25129-4 - Hipercortisolismo Crônico Iatrogênico e suas implicações para a plasticidade do tecido adiposo uma análise da dinâmica da distribuição adiposa em um modelo experimental de Síndrome de Cushing
• Beneficiário: Fabio Bessa Lima
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 19/19669-4 - Alterações na adipogênese e na apoptose em diferentes territórios adiposos induzidas pelo hipercortisolismo iatrogênico crônico
• Beneficiário: Rafael Barrera Salgueiro
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 18/07241-7 - Participação dos microRNAs na plasticidade do tecido adiposo induzida pelo hipercortisolismo iatrogênico crônico
• Beneficiário: Anaysa Paola Bolin
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 18/11145-3 - Estudo das alterações na capacidade termogênica e na regulação do browning/whitening em territórios adiposos de diferentes localizações anatômicas induzidas pelo hipercortisolismo iatrogênico crônico
• Beneficiário: Flaviane de Fatima Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado