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Keywords:

  • adipocytes;
  • aquaporins;
  • cellulite;
  • glycerol;
  • plant extracts

Synopsis

The plasma membrane protein, aquaglyceroporin-7 (AQP7) is exclusively expressed in adipocytes and appears to be a channel for glycerol entry and exit. It is possible that by facilitating the opening of these channels, the loss of intracellular glycerol could be encouraged and thus reduce the size of the lipid reservoir. Human preadipocytes and mouse 3T3-L1 preadipocytes were induced to develop an adipocytic phenotype by culture in a semi-defined medium. After 7 days, the expression of AQP7 message had increased by 37-fold, a level which could be further up-regulated by troglitazone or retinoic acid or down-regulated by insulin. The mature adipocytes also expressed immunoreactive aquaporin (AQP) channel protein as assessed by immunocytochemistry and Western blot. The addition of adrenaline to the culture medium stimulated the release of glycerol (blockable by HgCl2). Plant extracts, with potential anti-cellulite properties, were tested for their effect on glycerol elimination. These included wild yam root (Dioscorea opposita), cocoa bean (Theobroma cacao), horse chestnut tree (Aesculus hippocastanum) seed and bark and tomato (Solanum lycopersicum). Of these, D. opposita appeared to induce a dose-dependent glycerol release. The results show that our assay can help to identify modulators of AQP7 channel expression and activation in adipocytes.

Résumé

Le canal aquaglyceroporine 7 (AQP7) est la voie principale d'entrée et sortie du glycérol dans les adipocytes. Nous avons émis l'hypothèse que la stimulation de ces canaux pourrait augmenter la perte de glycérol des vésicules de stockage des graisses dans les adipocytes et diminuer ainsi le volume des adipocytes. Des pré-adipocytes humains et des pré-adipocytes murins (lignée 3T3 - L1) ont été mis en culture et induits à développer un phénotype d'adipocyte mature différencié. L'expression de l'ARNm AQP7 est multipliée par 37 dans les cellules matures comparativement aux cellules immatures. Le taux d'expression peut être modulé par l'addition de troglitazone, d'acide rétinoique ou d'insuline. Les deux types de cellules (adipocytes matures humains et murins) possèdent une immunoreactivité spécifique de AQP, visualisée par immunocytochimie et par analyse en « Western blot ». Certains actifs susceptibles de moduler le passage de glycérol (et /ou d'augmenter le nombre des canaux actifs) ont étéévalués. L’épinéphrine à 1 μM (contrôle positif) entraîne une libération maximale de glycérol. Cette réponse est bloquée par HgCl2 (fermeture des canaux AQP7). Plusieurs extraits végétaux ayant un potentiel anti-cellulite ont étéévalués: un extrait de la racine de l'igname sauvage (D. opposita), un extrait de cacao (T. cacao), des extraits du noyau et de l’écorce de marronnier (A. hippocastanum) et un extrait de tomate (S. lycopersicum; fruit). Parmi eux, D. opposita a provoqué une libération de glycérol de manière dose-dépendente. Ces résultats montrent que ce test peut être utile à la recherche cosmétique, pour identifier de nouveaux modulateurs des canaux AQP7 adipocytaires.