Leptin biosynthetic pathway in white adipocytes

摘要

The aim of this study was to determine through morphological and biochemical means the biosynthetic and secretory pathway followed by leptin in adipocytes. Immunocytochemistry revealed the presence of leptin in the rough endoplasmic reticulum, the Golgi apparatus, and in numerous small vesicles along the plasma membrane of white adipo cytes. In vitro, isolated adipocytes under nonstimulated conditions (basal) continuously secreted leptin while their intra cellular content remained unchanged. When adipocytes were stimulated with insulin, leptin cellular content and secretion increased in parallel and were significantly different from basal secretion only after 45 min. L-leucine and L-glutamate also strongly stimulated leptin synthesis and secretion. These stimulating effects were abolished by cycloheximide and brefeldin A. The transcriptional inhibitor actinomycin D did not have any effects in either basal or stimulated conditions. Leptin mRNA levels were not affected by any stimulating or inhibiting agents. Finally, norepinephrine, isoproterenol, CL316243, and palmitate inhibited the effects of insulin, L-leucine, and L-glutamate on leptin synthesis. We thus conclude that (i) adipocytes continuously synthesize and secrete leptin along a rough endoplasmic reticulum-Golgi secretory vesicles pathway, (ii) an increase in leptin secretion requires increased de novo synthesis, and (iii) short-term leptin secretion does not involve changes in mRNA levels.Key words: leptin, vesicles, constitutive secretion, de novo synthesis, transcription.Cette étude vise à déterminer, par examen morphologique et biochimique, la voie de secrétion de la leptine par les adipocytes blancs. L'immunohistochimie en microscopie optique et électronique démontre que la leptine est présente dans le réticulum endoplasmique rugueux, dans l'appareil de Golgi et dans de nombreuses vésicules localisées le long de la membrane plasmique. In vitro, les adipocytes isolés non stimulés secrètent de façon continue la leptine tandis que leur contenu intracellulaire reste constant. En présence d'insuline, la sécrétion de leptine et son contenu cellulaire augmentent en parallèle et ne deviennent significativement différents qu'après 45 min de stimulation. La L-leucine et le L-glutamate stimulent aussi la synthèse et la sécrétion de leptine. Tous ces effets stimulants sont abolis par le cycloheximide et la brefeldine A, mais sont insensibles à l'actinomycine D. Les niveaux d'ARN messager de la leptine ne sont pas affectés par les agents stimulateurs ou inhibiteurs. Enfin, la noradrénaline, l'isoprotérénol, le CL316243 et le palmitate inhibent les effets stimulateurs de l'insuline, de la L-leucine et du L-glutamate. Nous concluons que (i) Les adipocytes synthétisent et secrètent la leptine de façon continue, (ii) une augmentation de la sécrétion nécessite une augmentation de la synthèse de novo et (iii) la sécrétion de leptine à court terme n'implique pas de changements dans les niveaux d'ARN messager.Mots clés : leptine, vésicules, sécrétion constitutive, synthèses de novo, transcription.