Androgen-regulated microRNAs as relevant effectors of adipogenesis inhibition

• Applicant: Dr. Thomas Greither
• Subject Area: Reproductive Medicine, Urology ; Endocrinology, Diabetology, Metabolism
• Term: from 2018 to 2021
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 404369685

• Final Report Year: 2022

Final Report Abstract

Adipogenese beschreibt den Prozess der Differenzierung von mesenchymalen Stammzellen zu reifen, funktionellen Fettgewebszellen. Diese Differenzierung kann durch Androgene wie Testosteron oder Dihydrotestosteron (DHT) inhibiert werden. Dies ist ein Aspekt, der vor allem in Hinblick auf die mit einem Hypogonadismus assoziierte Akkumulation von viszeralem Fettgewebe und den damit verbundenen Folgeerkrankungen wie Typ 2 Diabetes und kardiovaskulären Erkrankungen eine hohe klinische Bedeutung hat. Differenzierungsprozesse wie die Adipogenese werden unter anderem auch durch Änderungen im zellulären microRNA-Expressionsprofil gesteuert. microRNAs sind kleine, nichtkodierende RNAs, die über die Inhibition der Translation ihrer spezifischen Zielgene eine posttranskriptionelle Modulation des zellulären Proteoms vermitteln. Ziel des beantragten Projektes war es zu eruieren, inwieweit microRNAs bei der Androgen-vermittelten Inhibition der Adipogenese eine Rolle spielen. Wir konnten zeigen, dass erwartungsgemäß die adipogene Differenzierung der von uns verwendeten Zellkulturmodelle (SGBS-Zellen und humane Fettgewebsstammzellen (hADSC)) durch Testosteron oder DHT-Stimulation inhibiert wird. In deep sequencing-Analysen beobachteten wir eine deutliche Veränderung der microRNA-Expressionsprofile bei der adipogenen Differenzierung von SGBS- und hADSC-Zellen. Der Zusatz von Androgenen führte jedoch nicht zu einer signifikanten Modulation dieser microRNA-Expressionsprofile von SGBS- und hADSC-Zellen im Verlauf der Behandlung mit adipogenem Differenzierungsmedium, gleichwohl die adipogene Differenzierung inhibiert wurde. Ausgehend von den deep-sequencing-Daten und im Rückgriff auf eine Literaturrecherche wurden die microRNAs miR- 4485-3p, miR-382-3p, miR-194-5p, miR-30b-5p, miR-148a-3p, miR-21-5p, miR-125b-5p, miR-27a-3p, miR-27b-3p und miR-26b-3p in qPCR-Analysen vermessen, diese zeigten mit Ausnahme der miR-194- 5p keine deutliche Regulation in Reaktion auf eine Androgenbehandlung in SGBS- und hADSC-Zellen. Für die unter Androgenbehandlung verringert exprimierte miR-194-5p wurde im weiteren Verlauf Zielgenanalysen durchgeführt, dabei konnte als bereits in der Literatur beschriebenes Zielgen dieser microRNA der insulin-like growth factor 1 receptor (IGF1R) in Prä-Adipozyten validiert werden. Bei der Hemmung der miR-194-5p im Rahmen der adipogenen Differenzierung von SGBS-Zellen und hADSCs konnte keine signifikante Inhibition der Adipogenese detektiert werden, sodass diese microRNA wahrscheinlich nur eine untergeordnete Rolle bei der Androgen-vermittelten Inhibition der Adipogenese spielt. Ausgehend von diesen Daten konnten wir zeigen, dass eine Androgen-vermittelte Regulation von microRNA-Expressionsprofilen in der Inhibition der Adipogenese eine untergeordnete Rolle spielt im Vergleich zu in der Literatur beschriebenen Mechanismen wie unter anderem der Androgenrezeptorvermittelten Hemmung des Wnt-Signalweges.

Publications

• Androgen-Regulated microRNAs (AndroMiRs) as Novel Players in Adipogenesis. Int J Mol Sci. 2019 Nov 16;20(22):5767
  Jansen J, Greither T, Behre HM
  
• MiR-130a in the adipogenesis of human SGBS preadipocytes and its susceptibility to androgen regulation. Adipocyte. 2020 Dec;9(1):197-205
  Greither T, Wenzel C, Jansen J, Kraus M, Wabitsch M, Behre HM