Impaired branched-chain amino acid (BCAA) catabolism during adipocyte differentiation decreases glycolytic flux.
脂肪細胞分化中の分岐鎖アミノ酸(BCAA)異化障害は解糖フラックスを減少させる (機械翻訳の邦題)
記録の確認項目
- 研究デザイン
- その他の原著論文
- 対象
- ヒト・動物 併記
- 出版年
- 2024
- 出典
- doi.org
- 抄録の表示
- 表示あり
- 出版状態
- 有効な記録
- 状態確認日
- 2026/08/17
- 収集日
- 2026/08/03
- 鮮度
- 確認期限内
- 確認段階
- 自動処理
- 記録状態
- 公開
日本語要約(機械生成)
肥満インスリン抵抗性状態では脂肪組織のBCAA異化が低下するが、その影響は不明である。本研究ではCRISPR/Cas9により3T3-L1およびヒト前駆脂肪細胞のBCKDHA、3T3-L1のACAD8を欠損させ、分化を通してBCAA異化不全を誘導した。RNAseqと13C代謝フラックス解析により、解糖、TCA回路、BCAA異化、脂肪酸合成を評価した。Bckdha欠損3T3-L1脂肪細胞では脂質滴蓄積は維持されたが、線維芽細胞様の転写シグネチャーを示し、解糖フラックス低下と乳酸分泌約40%減少が認められた。一方、ピルビン酸酸化と新規脂質合成への利用は増加し、BCAA炭素の喪失を補った。ヒト脂肪細胞前駆細胞のBCKDHA欠損では、グルコース取り込みと乳酸分泌が低下したが、ピルビン酸利用の増加はなく、脂質滴蓄積と分化マーカー発現が減少した。ヒト脂肪細胞分化は3T3-L1よりBCKDH活性低下の影響を受けやすく、BCAA異化と解糖の間に代謝的・調節的クロストークが存在する。代謝症候群に伴うBCAA異化抑制は代謝的に障害された脂肪細胞を引き起こす可能性がある。
この要約は公開抄録のみを根拠にAIが機械的に生成したものです。正確な内容は原文を確認してください。
抄録
Dysregulated branched-chain amino acid (BCAA) metabolism has emerged as a key metabolic feature associated with the obese insulin-resistant state, and adipose BCAA catabolism is decreased in this context. BCAA catabolism is upregulated early in adipogenesis, but the impact of suppressing this pathway on the broader metabolic functions of the resultant adipocyte remains unclear. Here, we use CRISPR/Cas9 to decrease BCKDHA in 3T3-L1 and human pre-adipocytes, and ACAD8 in 3T3-L1 pre-adipocytes to induce a deficiency in BCAA catabolism through differentiation. We characterize the transcriptional and metabolic phenotype of 3T1-L1 cells using RNAseq and 13C metabolic flux analysis within a network spanning glycolysis, tricarboxylic acid (TCA) metabolism, BCAA catabolism, and fatty acid synthesis. While lipid droplet accumulation is maintained in Bckdha-deficient adipocytes, they display a more fibroblast-like transcriptional signature. In contrast, Acad8 deficiency minimally impacts gene expression. Decreased glycolytic flux emerges as the most distinct metabolic feature of 3T3-L1 Bckdha-deficient cells, accompanied by a ∼40% decrease in lactate secretion, yet pyruvate oxidation and utilization for de novo lipogenesis is increased to compensate for the loss of BCAA carbon. Deletion of BCKDHA in human adipocyte progenitors also led to a decrease in glucose uptake and lactate secretion; however, these cells did not upregulate pyruvate utilization, and lipid droplet accumulation and expression of adipocyte differentiation markers was decreased in BCKDH knockout cells. Overall our data suggest that human adipocyte differentiation may be more sensitive to the impact of decreased BCKDH activity than 3T3-L1 cells and that both metabolic and regulatory cross-talk exist between BCAA catabolism and glycolysis in adipocytes. Suppression of BCAA catabolism associated with metabolic syndrome may result in a metabolically compromised adipocyte.
MeSH
DOI 10.1016/j.jbc.2024.108004
PMID 39551140
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