Activation of TRL4 signaling pathway in adipocytes cultured under conditions of riboflavin deficiency and enrichment​

Tkanka tłuszczowa pełni nie tylko funkcje związane z magazynowaniem energii i wydzielaniem endokrynnym, ale również bierze czynny udział w generowaniu wrodzonej odpowiedzi immunologicznej. Głównym źródłem uwalniania cytokin prozapalnych w tkance tłuszczowej są adipocyty, których nadmierna aktywacja w długotrwałym procesie może doprowadzić do chronicznego zapalenia, a w dalszych etapach rozwoju otyłości oraz insulinooporności i w efekcie do rozwoju cukrzycy typu II. Ryboflawina (RF) zwana zwyczajowo jako witamina B2, dostarczana wraz z pokarmem, metabolizowana jest do postaci dwóch kofaktorów: mononukleotydu flawinowego (FMN) oraz dinukleotydu flawinoadeninowego (FAD), będących koenzymami różnych enzymów i biorących udział w wielu procesach metabolicznych. Badania wskazują, że RF reguluje aktywność makrofagów i w tym samym ma to związek z regulacją odpowiedzi immunologicznej indukowanej w tkance tłuszczowej. Celem niniejszego badania była ocena wpływu różnych stężeń RF na aktywność immunologiczną adipocytów. Zbadano wpływ RF na depozycję kropli lipidowych, ekspresję genów cytokin prozapalnych TNFα i IL-6 oraz receptora TLR4, sekrecję cytokin, aktywację szlaku transmisji dla receptora TLR4 oraz wpływ na żywotność adipocytów. Doświadczenia przeprowadzono na mysiej linii komórkowej 3T3-L1 hodowanej w obecności różnych stężeń RF (3.1, 10.4, 300 nM). Wyniki wskazują na wpływ RF na indukcję odpowiedzi immunologicznej badanych komórek. Adipocyty hodowane w pożywce z niedoborem RF charakteryzowały się wyższą ekspresją i sekrecją cytokin prozapalnych oraz większą podatnością na apoptozę. Komórki hodowane w warunkach odpowiadających fizjologicznemu stężeniu RF oraz doustnej suplementacji RF wykazywały zmniejszoną aktywność immunologiczną, co może świadczyć o potencjalnym przeciwzapalnym działaniu RF.

Adipose tissue is not only a energy storage and enocrine organ, but it also participates in the generation of innate immune responses. The main source of proinflammatory cytokines in adipose tissue are adipocytes, which excessive activation of the long-term process can lead to chronic inflammation, and in further stages to development of obesity, insulin resistance, and finally to type II diabetes. Riboflavin (RF) commonly known as vitamin B2, is supplied with food, and metabolised to two coenzymes: flavin mononukleotide (FMN) and flavin adenine dinucleotide (FAD). Those coenzymes are parts of many enzymes and they are indirectly involved in most of metabolic processes. Previous studies indicated that RF regulates macrophages activity, and thus affects immunological response. The purpose of this study was to evaluate the effect of different concentrations of RF on adipocyte activity. The deposition of lipid droplets, the gene expression of TNFα and IL-6 pro-inflammatory cytokines as well as TLR4, the secretion of both cytokines, the activation of TLR4 methabolic pathway and the impact on the adipocyte vitality has been assessed. The tests have been performed on the murine cell line 3T3-L1 in the presence of the various concentrations of RF: 3.1, 10.4, 300 nM. The results showed the effect of RF on induction of adipocyte immune response. Adipocytes cultured in RF-deficient medium were characterized by the higher gene expression and the elevated secretion of the pro-inflammatory cytokines and the decreased cell vitality. Adipocytes cultured under conditions corresponding to the physiological concentrations of RF and oral supplementation of RF showed reduced immune response which may indicate a potential anti-inflammatory effect of this vitamin.