Titelaufnahme

Titel
Lipotoxic effects in murine skeletal muscle / Hannes Temmel
Verfasser/ VerfasserinTemmel, Hannes
Begutachter / BegutachterinFröhlich Kai-Uwe
Erschienen2009
Umfang74 Bl. : Zsfassung ; Ill., graph. Darst.
HochschulschriftGraz, Univ., Dipl.-Arb., 2009
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (GND)Maus / Skelettmuskel / Muskelgewebe / Lipidstoffwechsel
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-16440 Persistent Identifier (URN)
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Zusammenfassung (Deutsch)

Lipoprotein Lipase (LPL) ist ein wichtiges Enzym im Fettstoffwechsel. Es hydrolysiert Triacylglyceride (TAG) in Lipoprotein-Komplexen (Mead et al., 2002). Das Konzept der Lipotoxizität postuliert, dass eine unnatürliche Lipid-Belastung Zellschäden in Nicht-Fettgewebe bedingt und gilt als eine sehr wahrscheinliche Ursache von diversen metabolischen Syndromen (Weinberg, 2006). Wir analysierten zwei unterschiedliche Skelettmuskeln (M.gastrocnemius, M.soleus) des murinen Modellsystems MCK(m)-hLPL, welches ektopisch und Muskel spezifisch ein humanes LPL-minigen exprimiert (Levak-Frank et al., 1995). M. gast. zeigte eine stark reduzierte Muskelmasse und eine erhöhte Apoptose-Rate und proteasomale Aktivität. Weiter wies er ein vermehrtes Auftreten von mitochondrialen Einschlüssen sowie eine Störung des Sarkomer-Aufbaus und der myozyteren Anordnung auf. M.sol zeigte nur geringfügige Veränderungen. Für direkte Analysen von LPL induzierten Effekten in Myozyten benutzten wir eine murine Myoblasten Zelllinie (C2C12), die ektopisch LPL exprimiert (C2/LPL) (Poirier et al., 2000). Diese wies eine 10-fach erhöhte durch Heparin freisetzbare LPL-Aktivität und eine erhebliche intrazelluläre neutral Lipid-Akkumulation auf. Die myogene Differenzierung in C2/LPL Zellen zeigte sich nicht induzierbar, während Zellen der Vektor-Kontrolle myogen differenzierbar waren. Die Induktion der Expression myogenen Marker mRNAs fand nach myogener Stimulation nicht nur in Kontroll-Zellen, sondern auch in einem stark reduzierten Ausmaß in C2/LPL Zellen statt. Ektopische Expression von LPL führt bei Mäusen zu einem Muskel-Typ spezifischen Muskelschwund, der scheinbar auf primär aus gylcolytischen Myozyten bestehenden Muskeln limitiert ist. Die ektopische LPL Expression in C2C12 Zellen induziert Neutral-Lipid Akkumulation und eine Blockade der myogenen Differenzierung, was auf einen potentiell lipotoxisch-pathogenen Mechanismus im Bereich der Neogenese und/oder der Regeneration von Muskelgewebe hinweist.

Zusammenfassung (Englisch)

Lipoprotein lipase (LPL) is an enzyme that plays an important role in the lipid metabolism since it hydrolyzes triacylglycerides (TAG) that are packed in lipoprotein assemblies (Mead et al., 2002). The concept of lipotoxicity postulates that an unnatural lipid load in non-adipose tissue causes cellular damage, which is considered to be a very likely cause of various metabolic syndromes (Weinberg, 2006). We worked on two diverse skeletal muscles (M.gastrocnemius; M.soleus) of the murine model system MCK(m)-hLPL, which is ectopically and muscle specifically expressing a human LPL-minigene (Levak-Frank et al., 1995). M.gast. showed a severe loss of muscle mass associated with an increase in the apoptotic rate and proteasomal activity. Additionally, the muscle showed an increased appearance of mitochondrial inclusions as well as a disrupted structural pattern in the sarcomer-architecture and in the myocyte alignment. Only minor changes were noticed in M.sol.. For direct analysis of LPL induced effects in myocytes we used a modified murine myoblast cell line (C2C12) that ectopically expresses LPL (C2/LPL) (Poirier et al., 2000). These cells exhibited a 10 fold increased heparin-releasable LPL activity and a substantial intracellular neutral lipid accumulation. We found that myogenic differentiation was not inducible in these C2/LPL cells, while cells of the vector-control cell line could be readily induced to differentiate properly. Induction of myogenic marker mRNAs? expression occurred after myogenic stimulation in control cells and also, but to a greatly reduced extent, in C2/LPL cells. Ectopic expression of LPL leads to a muscle-type specific wasting reaction in mice that seems to be limited to muscles harboring mainly glycolytic myocytes. Since LPL expression in C2C12 cells induced neutral lipid accumulation and a block in myogenic differentiation this might indicate a potential pathogenic mechanism of lipotoxicity inhibiting muscle neogenesis and/or regeneration.