Ontogenèse des tissus adipeux chez le fœtus bovin : Identification des processus cellulaires et moléculaires sous-jacents à l’adipogenèse

Ontogenesis of foetal adipose tissue in bovine : Identification of the cellular and molecular mechanisms underlying adipogenesis

• Auteur / Autrice : Hajer Taga
• Direction : Pierre-Guy Marnet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie et agronomie
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Rennes, Agrocampus Ouest

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lipolyse

Tissu adipeux

Adipocytes

Résumé

Des données épidémiologiques humaines ou d’expériences de programmation fœtale chez les ruminants suggèrent que la croissance fœtale des TA impacte leur croissance post-natale et notamment leur masse (et donc l’adiposité corporelle). Chez les bovins, l’adiposité influe sur leur efficacité productive et module les rendements de carcasse et la qualité des viandes. Un préalable à la compréhension des mécanismes de programmation fœtale de la croissance des TA est une meilleure connaissance des mécanismes qui sous-tendent la croissance des TA chez le fœtus, connaissance encore très fragmentaire à ce jour quelle que soit l’espèce. Dans ce contexte, notre objectif était d’identifier les mécanismes cellulaires et moléculaires de la croissance fœtale des TA chez le bovin et d’en étudier la variabilité. Nous avons combiné des mesures de cellularité, d’histologie, d’expression de gènes et de protéomique pour décrire l’ontogenèse des TA perirenal et intermusculaire chez des bovins de 110, 180, 210 et 260 jours post-conception conception (jpc). Entre 110 et 260 jpc (38 et 90 % de la gestation, respectivement) l’augmentation du poids de TA périrénal résulte d’une augmentation du volume mais surtout du nombre d’adipocytes et s’accompagne de variations dans l’abondance de 128 protéines parmi les 143 identifiées et communes aux quatre âges fœtaux étudiés. Parmi ces protéines, certaines jamais décrites dans le TA pourraient contribuer à l’hyperplasie des précurseurs adipeux (TCP1, FKBP4. . ), notamment en contrôlant la progression du cycle cellulaire, l’apoptose et en retardant la différenciation adipocytaire. L’âge 180 jpc est un stade fœtal clé de transition entre la prolifération et la différenciation adipocytaire. Une augmentation de l’abondance de nombreuses protéines impliquées dans la différenciation et l'augmentation du volume des adipocytes est observée à partir de 180 jpc. D’autres protéines sont impliquées dans la synthèse d’ATP couplée à la chaîne respiratoire, contrairement au découplage nécessaire pour la thermogenèse si les TA fœtaux étaient bruns (concept couramment admis). Ce résultat, associé à la présence de nombreux adipocytes uniloculaires et très peu d’adipocytes multiloculaires dès 180 jpc montrent que les TA fœtaux jusqu’à 260 jpc ont essentiellement des caractéristiques moléculaires et cellulaires de TA blancs. En outre, à 260 jpc, les TA périrénal et intermusculaire des fœtus Holstein comparés aux Charolais et Blond d’Aquitaine, ont de plus fortes expressions de gènes impliqués dans la lipogenèse, la lipolyse et la fonction endocrine des adipocytes. Le nombre total d’adipocytes dans le TA périrénal est toutefois plus faible chez les Holstein, si bien que le poids de TA périrénal ne diffère pas entre les trois races. Enfin, quelle que soit la race, les caractéristiques cellulaires et métaboliques des TA périrénal et intermusculaire sont identiques.

Both epidemiological and foetal programming studies in ruminants suggest that foetal growth of AT impact their postnatal growth (and therefore body fat mass). In bovine, adiposity influences productive efficiency and modulates carcass yield and meat quality. A prerequisite to understand the mechanisms of foetal programming of AT growth is to improve our knowledge on the mechanisms underlying the AT growth in foetus, which are still very poorly known whatever the species. In this context, our objective was to identify the cellular and molecular mechanisms that sustain the foetal AT growth in bovine and to study its variability. We combined measurements of chemical composition, cellularity, histology, gene expression and proteomics to describe the ontogeny of perirenal and intermuscular AT in bovine at 110, 180, 210 and 260 days post conception (dpc). Between 110 and 260 dpc (38 and 90% of gestation length, respectively) the increase of the weight of perirenal AT resulted from an increase in the adipocyte volume and mainly number, that were accompanied by changes in the abundance of 128 proteins among the 143 proteins identified and common to the four foetal ages studied. Among the identified proteins, some of them have never been described in the AT and may contribute to hyperplasia of adipose precursors (TCP1, FKBP4, etc. ), by controlling cell cycle progression, apoptosis and/or by delaying adipocyte differentiation. The age of 180 dpc seems to be a pivotal age for the transition between proliferation and differentiation of adipocyte progenitors. An increase in the abundance of many proteins involved in differentiation and in the increase in adipocyte volume was observed from 180 dpc. Elsewhere, we also identified proteins that are involved in the ATP synthesis coupled to the respiratory chain, which is opposed to commonly accepted concept that foetal AT is brown and expresses uncoupling necessary for thermogenesis. This result, associated with the presence of numerous unilocular adipocytes and few multilocular adipocytes from 180 dpc, shows that foetal ATs up to 260 dpc have mainly molecular and cellular characteristics of white AT. In addition, at 260 dpc, perirenal and intermuscular AT from Holstein foetuses, compared with Charolais and Blond d'Aquitaine, had greater adipocyte volumes, expression of genes involved in lipogenesis, lipolysis and endocrine function of adipocytes. The total number of adipocytes in the perirenal AT was however lower in Holstein, so that the weight of perirenal AT did not differ between the three breeds. Lastly whatever the breed, perirenal and intermuscular AT had similar metabolic and cellular characteristics.