Elevated UCP1 levels are sufficient to improve glucose uptake in human white adipocytes

peer-reviewed
Erstveröffentlichung
2019-07-27Autoren
Tews, Daniel
Pula, Taner
Funcke, Jan-Bernd
Jastroch, Martin
Keuper, Michaela
Wissenschaftlicher Artikel
Erschienen in
Redox Biology ; 26 (2019). - Art.-Nr. 101286. - eISSN 2213-2317
Link zur Originalveröffentlichung
https://dx.doi.org/10.1016/j.redox.2019.101286Institutionen
UKU. Klinik für Kinder- und JugendmedizinDokumentversion
Veröffentlichte Version (Verlags-PDF)Zusammenfassung
Brown adipose tissue (BAT) has been considered beneficial for metabolic health by participating in the regulation of glucose homoeostasis. The browning factors that improve glucose uptake beyond normal levels are still unknown but glucose uptake is not affected in UCP1 knockout mice. Here, we demonstrate in human white adipocytes that basal/resting glucose uptake is improved by solely elevating UCP1 protein levels. Generating human white Simpson-Golabi-Behmel syndrome (SGBS) adipocytes with a stable knockout and overexpression of UCP1, we discovered that UCP1 overexpressing adipocytes significantly improve glucose uptake by 40%. Mechanistically, this is caused by higher glycolytic flux, seen as increased oxygen consumption, extracellular acidification and lactate secretion rates. The improvements in glucose handling are comparable to white-to-brown transitions, as judged by, for the first time, directly comparing in vitro differentiated mouse brown vs white adipocytes. Although no adipogenic, metabolic and mitochondrial gene expressions were significantly altered in SGBS cells, pharmacological inhibition of GLUT1 completely abrogated differences between UCP1+ and control cells, thereby uncovering GLUT1-mediated uptake as permissive gatekeeper. Collectively, our data demonstrate that elevating UCP1 levels is sufficient to improve human white adipocytes as a glucose sink without adverse cellular effects, thus not requiring the adrenergic controlled, complex network of browning which usually hampers translational efforts.
DFG-Projekt uulm
Die Rolle von Transkriptionsfaktoren bei der Entwicklung von humanem braunem Fettgewebe / DFG / 271016542 [TE912/2-2]
GSC 270 / IGradU / Internationale Graduiertenschule für Molekulare Medizin Ulm (IGradU) / DFG / 53244728
Identifikation und Anreicherung von humanen beigen/braunen Adipozyten-Stammzellen aus weißem Fettgewebe zur Bildung funktionellen braunen Fettgewebes beim Menschen / DFG / 284104068 [FI 1700/5-1]
Wiederherstellung und Einsatz funktionellen Fettgewebes als therapeutische Konzepte / DFG / 398707781 [FI 1700/7-1]
GSC 270 / IGradU / Internationale Graduiertenschule für Molekulare Medizin Ulm (IGradU) / DFG / 53244728
Identifikation und Anreicherung von humanen beigen/braunen Adipozyten-Stammzellen aus weißem Fettgewebe zur Bildung funktionellen braunen Fettgewebes beim Menschen / DFG / 284104068 [FI 1700/5-1]
Wiederherstellung und Einsatz funktionellen Fettgewebes als therapeutische Konzepte / DFG / 398707781 [FI 1700/7-1]
Projekt uulm
BIU / Boehringer Ingelheim Ulm University BioCenter (BIU) / Forschungsverbund
Wird ergänzt durch
https://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S2213231719306639-mmc1.docxSchlagwörter
[GND]: Mitochondrial Uncoupling Protein | Glucose | Weiße Fettzelle[MeSH]: Uncoupling protein 1 | Glucose; Metabolism | Adipocytes, White
[Freie Schlagwörter]: Glucose uptake | Brown adipose-tissue | Insulin
[DDC Sachgruppe]: DDC 570 / Life sciences
Metadata
Zur LanganzeigeDOI & Zitiervorlage
Nutzen Sie bitte diesen Identifier für Zitate & Links: http://dx.doi.org/10.18725/OPARU-48931
Tews, Daniel et al. (2023): Elevated UCP1 levels are sufficient to improve glucose uptake in human white adipocytes. Open Access Repositorium der Universität Ulm und Technischen Hochschule Ulm. http://dx.doi.org/10.18725/OPARU-48931
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