The accumulation of fat in the marrow cavity is a consequence of the predominant mesenchymal stem cell differentiation into the adipocyte fate at the expense of the osteoblasts. Considering that these changes in stromal differentiation have an effect on bone health, we attempted to study bone marrow fat depots from a metabolic, lipotoxic and regulatory approach. In a fist attempt to study the potential metabolic role of bone marrow fat we observed the effect of calorie restriction (CR) on bone quality and marrow fat of aging rats subjected to a casein and soy protein diet. Bone quality and adipocyte quantification was obtained from rat tibia. Bone as well as adipogenic markers were quantified. CR was found to induce a significant decrease in bone quality. In contrast to CR rats, the ad libitum soy fed rats showed an overall better bone quality. Moreover, the results obtained showed that adipocytes were not mobilized during CR as no changes in leptin levels or adipocyte number were found. Finally we noticed that soy protein and not CR inhibited PPARgamma expression, a transcription factor required for adipogenesis. In summary, results from this first approach showed that bone marrow fat does not participate in lipid metabolism during moderate stages of starvation and that the detrimental effect of CR on bone mass could be prevented using a soy protein regime. A second approach to this subject involved looking at the mechanism through bone and fat interact within the bone marrow. We hypothesized that bone marrow adipocytes’ secretion of fatty acids (FA) induces changes in osteoblast differentiation, function and survival compatible with lipotoxicity. Using a co culture system of human pre-adipocytes and osteoblasts we showed that FAs negatively affect osteoblast differentiation and mineralization. Furthermore the effect could be prevented through the use of a FA syntase inhibitor, cerulenin. Gas chromatography/ mass spectrometry (GC\MS) analysis of co-culture su / L’ostéoporose sénile est souvent associée à une augmentation de gras dans la moelle osseuse. Cette accumulation de gras est une conséquence d’une différentiation prédominante de cellules souches en adipocytes en lieu d’ostéoblastes. Prenant en considération ce changement de différentiation, nous avons décidé d’étudier le gras de la moelle osseuse de trois différentes approches : métabolique, lipo-toxique et régulatrice. Nous avons premièrement observé les effets d’une restriction calorique (RC) sur la qualité osseuse ainsi que sur le gras de la moelle osseuse de rats nourris de caséine ou de soja. Les marqueurs osseux et adipogéniques ont aussi été quantifiés. La RC fut identifiée comme une cause de réduction de qualité osseuse. Contrairement aux rats subjugués à une RC, les rats qui furent subjugués à une diète « ad libitum » de soja ont démontré une qualité osseuse supérieure. Aucuns changements n’ont été identifiés quant aux niveaux d’expression de leptin ou de cellules grasses. Ces derniers résultats indiquent que les cellules grasses de la moelle osseuse ne sont pas mobilisées pendant les périodes de RC. La diète de soja est responsable pour l’attenuation de l’expression de PPARgamma .Les résultats de l’étude ont démontré en premier lieu que le gras de la moelle osseuse ne participe pas au métabolisme de lipides pendant les périodes de famines modérées ; puis en deuxième lieu que les effets de la RC sur les os peuvent être diminués par une diète de soja. En deuxième lieu, nous avons observé le mécanisme par lequel le gras de la moelle participe à la perte osseuse associé au vieillissement. Un modèle de co-cultures cellulaires de pré-adipocytes humains ainsi que d’ostéoblastes nous a permis de démontrer que les acides gras (AG) sécrétés par les adipocytes ont un effet inhibant sur la différentiation ainsi que sur la minéralisation des ostéoblastes. Aussi, nous av
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.40765 |
| Date | January 2009 |
| Creators | Elbaz, Alexandre |
| Contributors | Gustavo Duque (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Medicine) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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