Aging is associated with pathological age-related processes as inflammatory low-grade state, atherosclerosis, Alzheimer's disease, type II diabetes and osteoarthritis diseases. A deep analysis of the tissue-specific senescence process could allow the identification of therapeutic targets to modulate the aging process itself. In this study, premature senescence model was developed in vitro through treatment with oxygen peroxide (H2O2) in murine 3T3-L1 preadipocytes before and after induction to mature adipocytes. H2O2 treated cells showed characteristic senescence-associated features including senescence-associated beta-galactosidase activity (SA-ß-gal), activation of reactive oxygen species (ROS) development of senescence-associated secretory phenotype (SASP), induction of cell cycle inhibitors P-21 as well as induction of pro-inflammatory transduction factor NFκB and a downregulation of deacetylase SIRT1. We found that stimulation with H2O2 results in an induction of miR-155-5p expression in preadipocytes and in mature adipocytes. The treatment with quercetin (20 μM) showed significant decrease in the number of ß-galactosidase positive cell along with the suppression of ROS, NFκB and SASP factor in both cell models. In addition, quercetin treatment also upregulated protein expression of SIRT1 and decreased miR-155-5p expression. These results suggest that quercetin acts as a potential senolytic agent in both preadipocytes and adipocytes cell models, inhibiting ROS production and proinflammatory miR-155-5p.

L’invecchiamento è accompagnato da una complessa rete di processi biologici caratterizzati da uno stato infiammatorio cronico basale, a sua volta correlato allo sviluppo di patologie età-associate come: aterosclerosi, osteoartriti, Alzheimer, diabete di tipo 2. Una sempre più approfondita analisi del processo di senescenza tessutospecifico potrebbe consentire l’individuazione di target terapeutici utili a modulare il processo complessivo dell’invecchiamento stesso. L’invecchiamento è causa di declino delle funzionalità sistemiche e il tessuto adiposo è uno degli organi maggiormente colpiti in quanto subisce cambiamenti significativi che riguardano la quantità, la distribuzione, la composizione cellulare e l’attività endocrina, giocando un ruolo chiave nell’insorgenza di insulino-resistenza, di disfunzioni metaboliche e infiammazione sistemica. L’abbondanza del tessuto adiposo e le diverse funzioni da esso esercitate lo rendono un organo fondamentale per la comprensione della fisiologia dell’intero organismo. Tuttavia, i cambiamenti a cui è sottoposto durante il processo di invecchiamento sono solo in parte noti e oggetto di studio negli ultimi anni. È quindi fondamentale conoscere i processi molecolari che stanno alla base della fisiopatologia del tessuto adiposo e del suo invecchiamento in modo da poter individuare strategie terapeutiche per le malattie correlate all’invecchiamento. In questo studio, è stato messo a punto un modello cellulare di senescenza in vitro attraverso il trattamento con perossido di idrogeno (H2O2) in adipociti e preadipociti 3T3-L1 murini. Successivamente è stata valutata la potenziale attività senolitica della quercetina esaminandone l’effetto antiossidante e antinfiammatorio, cercando di individuarne il target molecolare.

MODULAZIONE DEI FENOMENI DI SENESCENZA CELLULARE DI ADIPOCITI E PREADIPOCITI IN VITRO

TEBON, MAELA
Resources
;
Zamboni, Mauro
Supervision
;
Zoico, E.
Supervision
2019

Abstract

L’invecchiamento è accompagnato da una complessa rete di processi biologici caratterizzati da uno stato infiammatorio cronico basale, a sua volta correlato allo sviluppo di patologie età-associate come: aterosclerosi, osteoartriti, Alzheimer, diabete di tipo 2. Una sempre più approfondita analisi del processo di senescenza tessutospecifico potrebbe consentire l’individuazione di target terapeutici utili a modulare il processo complessivo dell’invecchiamento stesso. L’invecchiamento è causa di declino delle funzionalità sistemiche e il tessuto adiposo è uno degli organi maggiormente colpiti in quanto subisce cambiamenti significativi che riguardano la quantità, la distribuzione, la composizione cellulare e l’attività endocrina, giocando un ruolo chiave nell’insorgenza di insulino-resistenza, di disfunzioni metaboliche e infiammazione sistemica. L’abbondanza del tessuto adiposo e le diverse funzioni da esso esercitate lo rendono un organo fondamentale per la comprensione della fisiologia dell’intero organismo. Tuttavia, i cambiamenti a cui è sottoposto durante il processo di invecchiamento sono solo in parte noti e oggetto di studio negli ultimi anni. È quindi fondamentale conoscere i processi molecolari che stanno alla base della fisiopatologia del tessuto adiposo e del suo invecchiamento in modo da poter individuare strategie terapeutiche per le malattie correlate all’invecchiamento. In questo studio, è stato messo a punto un modello cellulare di senescenza in vitro attraverso il trattamento con perossido di idrogeno (H2O2) in adipociti e preadipociti 3T3-L1 murini. Successivamente è stata valutata la potenziale attività senolitica della quercetina esaminandone l’effetto antiossidante e antinfiammatorio, cercando di individuarne il target molecolare.
adipose tissue, senescence, aging, oxidative stress
tessuto adiposo, senescenza, invecchiamento, stress ossidativo
Aging is associated with pathological age-related processes as inflammatory low-grade state, atherosclerosis, Alzheimer's disease, type II diabetes and osteoarthritis diseases. A deep analysis of the tissue-specific senescence process could allow the identification of therapeutic targets to modulate the aging process itself. In this study, premature senescence model was developed in vitro through treatment with oxygen peroxide (H2O2) in murine 3T3-L1 preadipocytes before and after induction to mature adipocytes. H2O2 treated cells showed characteristic senescence-associated features including senescence-associated beta-galactosidase activity (SA-ß-gal), activation of reactive oxygen species (ROS) development of senescence-associated secretory phenotype (SASP), induction of cell cycle inhibitors P-21 as well as induction of pro-inflammatory transduction factor NFκB and a downregulation of deacetylase SIRT1. We found that stimulation with H2O2 results in an induction of miR-155-5p expression in preadipocytes and in mature adipocytes. The treatment with quercetin (20 μM) showed significant decrease in the number of ß-galactosidase positive cell along with the suppression of ROS, NFκB and SASP factor in both cell models. In addition, quercetin treatment also upregulated protein expression of SIRT1 and decreased miR-155-5p expression. These results suggest that quercetin acts as a potential senolytic agent in both preadipocytes and adipocytes cell models, inhibiting ROS production and proinflammatory miR-155-5p.
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