Lipopolysaccharide induces a greater and more prolonged increase in brown fat thermogenesis in diet-induced obese rats

Background: Several facets of the coordinated response to the bacterial product lipopolysaccharide (LPS) are greater and more prolonged in diet-induced obese (DIO) rats, including fever, presentation of sickness symptoms, suppression of social interaction, and suppression of food intake. LPS also in...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Sheppard, Megan
Other Authors: Giamal Luheshi (Internal/Supervisor)
Format: Others
Language:en
Published: McGill University 2014
Subjects:
Online Access:http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=123123
Description
Summary:Background: Several facets of the coordinated response to the bacterial product lipopolysaccharide (LPS) are greater and more prolonged in diet-induced obese (DIO) rats, including fever, presentation of sickness symptoms, suppression of social interaction, and suppression of food intake. LPS also increases brown fat thermogenesis, an effect that is partially mediated by central Interleukin (IL)-1β. Aim: The aim of these experiments was to assess whether DIO rats have a greater and more prolonged increase in brown fat thermogenesis after LPS and, if so, to identify prolonged changes in neural mechanisms that could underlie this. Method: Adult male Wistar rats were given access to either a chow or supplemented diet and injected with saline or LPS (100 ug/kg) at 500g and 600g body weight respectively. Long-term changes in mRNA expression of markers of brown fat thermogenesis 6 and 18 days post LPS injection as well as hypothalamic expression of genes associated with melanocortin signaling 24 hours and 6 days post injection was assessed using qPCR analysis. To determine whether any changes in gene expression were associated with an increase in brown fat thermogenesis, a separate cohort was implanted with temperature-sensitive probes to measure changes in core and brown fat temperature hourly for 6 days post injection. Results: The brown fat thermogenic markers measured were up regulated in DIO-LPS rats compared to Chow-LPS rats on day 6-post injection. Consistent with this, DIO rats had a greater and more prolonged increase in brown fat temperature. This persisted longer than the fever and treatment effects on hypothalamic IL-1β and melanocortin signaling. Conclusion: These data support a wide-ranging and prolonged effect of obesity on the response to acute immunogenic challenge. === Contexte: Plusieurs aspects de la réponse inflammatoire au lipopolysaccharide (LPS) incluant la fièvre, les symptômes de maladie, la suppression de l'interaction sociale, et la suppression de l'apport alimentaire sont plus prononcés et plus prolongés chez les rats rendus obèses par un régime alimentaire (DIO). Le LPS augmente également la thermogenèse dans le tissu adipeux brun, un effet médié en partie par la signalisation de l'interleukin (IL)-1β dans le système nerveux central. But: Le but des expériences présentées dans cette thèse était d'évaluer si le LPS induit une augmentation plus prononcée et plus prolongée de la thermogenèse chez les rats DIO et d'identifier des changements au niveau du système nerveux central qui pourraient être responsables de cette augmentation. Méthode: Des rats mâles Wistar ont été soumis à un régime alimentaire standard de laboratoire (chow) ou au régime chow ainsi qu'au supplément liquide Replenish jusqu'à ce que leur poids ait atteint 500g et 600g respectivement. Ils ont ensuite reçus une seule injection de saline ou de LPS (100 ug / kg). L'expression de certains marqueurs thermogéniques a été mesurée dans le tissu adipeux brun 6 et 18 jours après l'injection. De plus, l'expression de gènes associés avec la signalisation de la mélanocortine a été mesurée dans l'hypothalamus 24 heures et 6 jours après l'injection. Pour déterminer si ces changements dans l'expression de gènes étaient associés avec une augmentation de la thermogenèse, les températures corporelles et du tissu adipeux brun ont été mesurée dans une seconde cohorte de rats pendant 6 jours à partir du moment de l'injection. Résultats: L'expression des marqueurs thermogéniques dans le tissu adipeux brun était plus élevée chez les rats DIO 6 jours après LPS. L'augmentation de la température était aussi plus importante et plus prolongée chez ces rats. Cette augmentation a persisté plus longtemps que la fièvre et que l'effet du LPS sur la signalisation hypothalamique. Conclusion: Ces données confirment que l'obésité accentue et prolonge l'effet du l'LPS sur la réponse inflammatoire.