Mechanisms of the influence of adiponectin on apolipoproteins A-1 and B production by human hepatocytes

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The aim of the study was to find out the mechanisms of the adiponectin effect on apolipoproteins (apo) A-1 and B production by human hepatocytes.

Materials and methods. The study was performed on the human hepatoma cell line HepG2. The expression of the apoA-1 gene was evaluated at the mRNA level by quantitative PCR with reverse transcription, and the production of apoB – by ELISA method. The activity of lipogenesis was assessed by the inclusion of labeled 14C-acetate in triglycerides, as well as by mRNA expression of lipogenesis genes, and by the estimation of total triglycerides content in cells. To determine the involvement of signaling pathways, the RNA interference method was used.

Results. Knockdown of genes, coding the specific receptors, AMP-activated protein kinase, and its regulated transcription factors inhibited adiponectin-dependent stimulation of apoA-1 gene expression in hepatocytes. Adiponectin had no effect on lipogenesis and apoB production under basal conditions, but suppressed these processes induced by the addition of oleate.

Conclusion. Adiponectin stimulates the production of apoA-1 in hepatocytes by inducing the transcription of the apoA-1 gene and suppresses the secretion of apoB by affecting lipogenesis. These effects may underlie the effect of adiponectin on lipoproteins metabolism.

About the authors

Dmitriy A. Tanyanskiy

Institute of Experimental Medicine

Author for correspondence.
Email: dmitry.athero@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5321-8834
SPIN-code: 9303-9445

MD, PhD (Medicine), Head of Laboratory of Lipoproteins, Department of Biochemistry

Russian Federation, Saint Petersburg

Ella B. Dizhe

Institute of Experimental Medicine

Email: dizhe@iem.sp.ru
ORCID iD: 0000-0001-5147-4749
SPIN-code: 1625-0496

MD, PhD (Biology), Leading Researcher, Department of Biochemistry

Russian Federation, Saint Petersburg

Galina N. Oleinikova

Institute of Experimental Medicine

Email: galina@iem.sp.ru

Research Assistant, Department of Biochemistry

Russian Federation, Saint Petersburg

Vladimir S. Shavva

Institute of Experimental Medicine

Email: vssreinard.fox@gmail.com
SPIN-code: 5428-6800

MD, PhD (Biology), Senior Researcher, Department of Biochemistry

Russian Federation, Saint Petersburg

Aleksandr D. Denisenko

Institute of Experimental Medicine

Email: add@iem.sp.ru
ORCID iD: 0000-0003-1613-0654
SPIN-code: 7496-1449

MD, PhD, DSc (Medicine), Professor, Head of Department of Biochemistry

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Mychka VB, Vertkin AL, Vardaev LI, et al. Experts’ consensus on the interdisciplinary approach towards the management, diagnostics, and treatment of patients with metabolic syndrome. Cardiovascular therapy and prevention. 2013;12 (6):41–81. (In Russ.)
  2. Denisenko AD, Tanyansky DA. Adipokines in the pathogenesis of atherosclerosis in metabolic syndrome. In: Metabolic syndrome. Ed. by A.V. Shabrov. Saint Petersburg; 2020. P. 105–139. (In Russ.)
  3. Yamauchi T, Kamon J, Ito Y, et al. Cloning of adiponectin receptors that mediate antidiabetic metabolic effects. Nature. 2003;423(6941):762–769. doi: 10.1038/nature01705
  4. Qiao L, Zou C, van der Westhuyzen DR, Shao J. Adiponectin reduces plasma triglyceride by increasing VLDL triglyceride catabolism. Diabetes. 2008;57(7):1824–1833. doi: 10.2337/db07-0435
  5. Matsuura F, Oku H, Koseki M, et al. Adiponectin accelerates reverse cholesterol transport by increasing high density lipoprotein assembly in the liver. Biochem Biophys Res Commun. 2007;358(4):1091–1095. doi: 10.1016/j.bbrc.2007.05.040
  6. Wanninger J, Liebisch G, Eisinger K, et al. Adiponectin isoforms differentially affect gene expression and the lipidome of primary human hepatocytes. Metabolites. 2014;4(2):394–407. doi: 10.3390/metabo4020394
  7. Wanninger J, Neumeier M, Weigert J, et al. Adiponectin-stimulated CXCL8 release in primary human hepatocytes is regulated by ERK1/ERK2, p38 MAPK, NF-kappaB, and STAT3 signaling pathways. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2009;297(3):G611–G618. doi: 10.1152/ajpgi.90644.2008
  8. Shavva VS, Bogomolova AM, Nikitin AA, et al. FOXO1 and LXRα downregulate the apolipoprotein A-I gene expression during hydrogen peroxide-induced oxidative stress in HepG2 cells. Cell Stress Chaperones. 2017;22(1):123–134. doi: 10.1007/s12192-016-0749-6
  9. Mogilenko DA, Dizhe EB, Shavva VS, et al. Role of the nuclear receptors HNF4 alpha, PPAR alpha, and LXRs in the TNF alpha-mediated inhibition of human apolipoprotein A-I gene expression in HepG2 cells. Biochemistry. 2009;48(50):11950–11960. doi: 10.1021/bi9015742
  10. Nekrasova EV, Danko KV, Shavva VS, et al. Effect of the insulin on the apolipoprotein A-I gene expression in human macrophages. Medical Academic Journal. 2020;20(1):65–74. (In Russ.). doi: 10.17816/MAJ16437
  11. Lee J, Hong SW, Park SE, et al. AMP-activated protein kinase suppresses the expression of LXR/SREBP-1 signaling-induced ANGPTL8 in HepG2 cells. Mol Cell Endocrinol. 2015;414:148–155. doi: 10.1016/j.mce.2015.07.031
  12. Hwahng SH, Ki SH, Bae EJ, et al. Role of adenosine monophosphate-activated protein kinase-p70 ribosomal S6 kinase-1 pathway in repression of liver X receptor-alpha-dependent lipogenic gene induction and hepatic steatosis by a novel class of dithiolethiones. Hepatology. 2009;49(6):1913–1925. doi: 10.1002/hep.22887
  13. Fazio S, Linton MF. Regulation and clearance of apolipoprotein B-containing lipoproteins. In: Clinical lipidology: a companion to Braunwald’s heart disease. Ed by C.M. Ballantyne. 2nd ed. Sauders Elsevier; 2015: 11–24. doi: 10.1016/B978-141605469-6.50006-8
  14. Awazawa M, Ueki K, Inabe K, et al. Adiponectin suppresses hepatic SREBP1c expression in an AdipoR1/LKB1/AMPK dependent pathway. Biochem Biophys Res Commun. 2009;382(1):51–56. doi: 10.1016/j.bbrc.2009.02.131
  15. Chen H, Zhang L, Li X, et al. Adiponectin activates the AMPK signaling pathway to regulate lipid metabolism in bovine hepatocytes. J Steroid Biochem Mol Biol. 2013;138:445–454. doi: 10.1016/j.jsbmb.2013.08.013
  16. Garcia D, Shaw RJ. AMPK: Mechanisms of cellular energy sensing and restoration of metabolic balance. Mol Cell. 2017;66(6):789–800. doi: 10.1016/j.molcel.2017.05.032
  17. Iwabu M, Yamauchi T, Okada-Iwabu M, et al. Adiponectin and AdipoR1 regulate PGC-1alpha and mitochondria by Ca(2+) and AMPK/SIRT1. Nature. 2010;464(7293):1313–1319. doi: 10.1038/nature08991

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Figure. Effect of adiponectin on TG synthesis and apoB secretion in human hepatoma HepG2 cells. a — synthesis of TG was evaluated by the inclusion of 14C-acetate into TG. The results are presented as counts per minutes, normalized for the content of cellular protein, relative to the average value in the control, taken as 100%. b — The expression level of lipogenesis genes ACC-1 (acetyl-CoA-carboxylase) and FASN (fatty acid synthase), measured by the reverse transcription PCR assay. TO-901317 — LXR agonist, the activator of lipogenesis [12], positive control. c — TG content in cell lysates (enzymatic method), normalized for the level of intracellular protein. N. d. — TG were not detected by this method. d — apoB concentrations in hepatocytes’ culture media (ELISA assay), normalized for the content of intracellular protein, relative to the control taken as 100% (the absolute values of apoB concentrations were ~5-50 ng/mkg of cellular protein). Mean values ± SEM are given (a – n = 8, b – d – n = 12–16). * p < 0.05, ** p < 0.005 versus the control, # p < 0.05 versus control with oleate treatment. Adipo — adiponectin, TG — triglycerides, apoB — apolipoprotein B

Download (295KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2021 Tanyanskiy D.A., Dizhe E.B., Oleinikova G.N., Shavva V.S., Denisenko A.D.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».