White adipose tissue (WAT) dysfunction plays an essential role in the etiology of diseases such as insulin resistance, type 2 diabetes and cardiovascular disease. It is characterized by its reduced ability to hydrolyze and store triglycerides. Several factors such as adipokines and WAT enzymes are known to affect this process. However, the work of this thesis indicates that apolipoprotein C-I (apoC-I) is a novel player in this process.ApoC-I is an apolipoprotein found on triglyceride rich lipoproteins (TRL) and high-density lipoproteins (HDL). It has several roles in lipid metabolism such as the activation of lecithin-cholesterol acyltransferase, the inhibition of cholesteryl ester transfer protein, lipoprotein lipase and hepatic lipase. Although ubiquitously expressed in several tissues, we were the first to demonstrate its synthesis and secretion from a human adipocyte cell model. The pertinence of apoC-I secretion from human WAT has not been examined, and has been the focus of this PhD thesis. We particularly focused on normolipidemic healthy postmenopausal obese women, thus eliminating the possible confounding effect of chronic disease on the regulation of apoC-I. Firstly, we demonstrated that total fasting plasma apoC-I concentrations do not correlate with adiposity, lipid parameters, markers of insulin resistance or inflammation in this population. Similarly, loss of fat mass without concomitant changes in plasma lipids did not induce any significant changes in plasma apoC-I. However, we later demonstrated that when plasma lipoproteins were separated by fast-protein liquid chromatography, the non-HDL fraction of total plasma apoC-I, although minor at < 20%, associated positively with fasting pro-atherogenic lipoproteinemia and delayed postprandial TRL and TRL-remnants clearance. Moreover, in contrast to what has been reported in the literature, postprandial increases in TRL apoC-I were not associated with decreases in HDL apoC-I. On the other hand, both fasting and postprandial increases in non–HDL apoC-I were associated with apoC-I secretion from women's WAT, a relation that did not exist for HDL apoC-I. Additionally, WAT apoC-I secretion was associated with delayed postprandial dietary fat clearance. Finally, mature adipocytes isolated from women's WAT secreted apoC-I, indicating that WAT apoC-I secretion in humans was, at least in part, attributed to the adipocyte cell population of this tissue. Incubation of 3T3-L1 adipocytes with synthetic TRL in the presence of exogenous apoC-I induced a time-dependent inhibition of LPL activity in these adipocytes. Therefore, the work presented in this thesis has demonstrated that apoC-I secretion from adipocytes / WAT is an upstream element regulating the function of this tissue. We propose that the pertinence of WAT apoC-I secretion lies in a negative crosstalk between WAT apoC-I secretion and WAT function in the postprandial state. We believe that the transfer of apoC-I from WAT to TRL inhibits WAT LPL activity and delays the clearance of plasma TRL. The accumulation of TG-rich TRL-remnants, leads to increased uptake and production of VLDL by the liver, which further aggravates the postprandial dyslipoproteinemia. Thus, WAT apoC-I may be at the root of WAT dysfunction and its associated dyslipoproteinemia; a phenotype that is closely related to the development of insulin resistance, type 2 diabetes and cardiovascular disease in humans. / Le tissu adipeux blanc (WAT) dysfonctionnel joue un rôle essentiel dans l'étiologie des maladies telles que la résistance à l'insuline, le diabète de type 2 et les maladies cardiovasculaires. Il est caractérisé par sa capacité réduite d'hydrolyser et stocker les triglycérides. Plusieurs facteurs connus, tels que les adipokines et les enzymes du tissu adipeux blanc, peuvent affecter ce processus. Cependant, le travail de cette thèse indique que l'apolipoprotéine C-I (apoC-I) est un nouvel acteur dans ce processus.L'apoC-I est une apolipoprotéine trouvée sur les lipoprotéines riches en triglycérides (TRL) et les lipoprotéines de haute densité (HDL). Elle a plusieurs rôles dans le métabolisme des lipides tels que l'activation de la lécithine-cholestérol acyltransférase, l'inhibition de la protéine de transfert des esters de cholestérol, l'inhibition de la lipoprotéine lipase et de la lipase hépatique. Elle est exprimée dans plusieurs tissus et nous avons été les premiers à démontrer sa synthèse et sa sécrétion dans un modèle de d'adipocyte humain. La pertinence de cette la sécrétion n'a jamais été examinée et fait l'objet de cette thèse. Nous avons mis l'accent sur les femmes saines, ménopausées, obèses et normolipidémiques pour éliminer l'effet des maladies chroniques sur l'homéostasie de l'apoC-I.Nous avons montré que la concentration de l'apoC-I total du plasma à jeun ne corrèle pas avec l'adiposité, les paramètres lipidiques, les marqueurs de résistance à l'insuline et l'inflammation dans cette population. De même, la perte de masse grasse sans changements simultanés des lipides plasmatiques n'a pas entraîné de changements significatifs de la concentration de l'apoC-I totale. Cependant, nous avons ensuite démontré que lorsque les lipoprotéines plasmatiques sont séparées par chromatographie liquide rapide des protéines, la fraction non-HDL plasmatique de l'apoC-I totale, bien que mineure (<20%), s'associe positivement avec une lipoprotéinémie pro-athérogène à jeun et une réduction de la clairance des TRL postprandiales et leurs TRL-remnants. De plus, contrairement à ce qui a été rapporté dans la littérature, l'augmentation postprandiale de l'apoC-I des TRL n'est pas associée à une diminution de l'apoC-I des HDL. Aussi, des augmentations à jeun et postprandiale de l'apoC-I non-HDL ont été associées à la sécrétion de l'apoC-I du WAT chez ces femmes, une relation qui n'existe pas pour l'apoC-I des HDL. Cependant, la sécrétion de l'apoC-I par le WAT a été associée à une réduction de la clairance post-prandiale du gras alimentaires. Enfin, des adipocytes matures isolés du gras de ces femmes obèses sécrètent de l'apoC-I, ce qui indique que l'apoC-I secrétée par le WAT de nos patientes provient, en partie, des adipocytes retrouvés dans ce tissu. De plus, l'incubation d'adipocytes 3T3-L1 avec des TRL synthétiques en présence d'apoC-I exogène induit une inhibition chrono-sensible de l'activité LPL dans ces adipocytes.En conclusion, la sécrétion de l'apoC-I des adipocytes / WAT pourrait être un élément en amont de la régulation de la fonction de ce tissu. Nous proposons que la pertinence de l'apoC-I du WAT soit celle d'une interaction négative entre la sécrétion de l'apoC-I par le WAT et la fonction réduite de l'hydrolyse et la captation de TG par le WAT dans l'état postprandial. Nous suggérons qu'il y a un transfert d'apoC-I à partir du WAT aux TRL, qui cause une réduction de l'activité de la LPL à la surface du WAT. Ceci retarde la clairance des TRL plasmatiques et entraine une accumulation de remnants de TRL riche en triglycérides. Cependant, il y a une absorption accrue de TRL et une surproduction de VLDL par le foie, ce qui aggrave encore plus la dyslipoprotéinémie postprandiale. L'apoC-I du WAT peut être à l'origine de la dysfonction du WAT et de la dyslipoprotéinémie associée; un phénotype qui est lié au développement de la résistance à l'insuline, du diabète de type 2 et des maladies cardiovasculaires chez l'humain.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.116870 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Wassef, Hanny |
| Contributors | Jean Davignon (Supervisor1), May Faraj (Supervisor2) |
| 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 | Doctor of Philosophy (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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