Regulation of systemic energy homeostasis by serotonin in adipose

REGULATION OF SYSTEMIC ENERGY HOMEOSTASIS
BY SEROTONIN IN ADIPOSE TISSUES
Chang-Myung Oh, Jun Namkung, Younghoon Go,Ko Eun Shong,Kyuho Kim, Hyeongseok Kim, Bo-Yoon
Park, Ho Won Lee,Yong Hyun Jeon,Junghan Song,Minho Shong, Vijay K. Yadav,Gerard Karsenty, Shingo
Kajimura, In-Kyu Lee, Sangkyu Park & Hail Kim
Nature Communications 6, Article number: 6794 doi:10.1038/ncomms7794 Received 20 December 2014
Accepted 27 February 2015
Published 13 April 2015
Abstract
Central serotonin (5-HT) is an anorexigenic neurotransmitter in the brain. However, accumulating evidence
suggests peripheral 5-HT may affect organismal energy homeostasis. Here we show 5-HT regulates white
and brown adipose tissue function. Pharmacological inhibition of 5-HT synthesis leads to inhibition of
lipogenesis in epididymal white adipose tissue (WAT), induction of browning in inguinal WAT and activation
of adaptive thermogenesis in brown adipose tissue (BAT). Mice with inducible Tph1 KO in adipose tissues
exhibit a similar phenotype as mice in which 5-HT synthesis is inhibited pharmacologically, suggesting 5-HT
has localized effects on adipose tissues. In addition, Htr3a KO mice exhibit increased energy expenditure
and reduced weight gain when fed a high-fat diet. Treatment with an Htr2a antagonist reduces lipid
accumulation in 3T3-L1 adipocytes. These data suggest important roles for adipocyte-derived 5-HT in
controlling energy homeostasis.
セロトニン (5-HT) は中枢神経から分泌され、食欲を抑制する神経伝達物質である。しかし、末梢において 5-HT
は組織のエネルギー恒常性に作用することを示唆する知見が得られてきている。この論文にて筆者らは 5-HT が
白色脂肪組織と褐色脂肪組織の機能を調節することを示している。5-HT 合成を薬理学的に抑制すると、精巣上
体白色脂肪組織 (WAT)における脂質生成が抑制され、鼠径部の WAT が褐色脂肪様に誘導され、そして褐色脂肪
組織 (BAT) における適応熱産生が活性化される。誘導性の Tph1 KO マウスの脂肪組織では、薬理学的に 5-HT
合成を抑制したマウスと類似した表現型を示したことから、5-HT が脂肪組織に対して限局した効果を持つこと
が示唆された。さらに、Htr3a KO マウスは、エネルギー消費量が増加し、高脂肪食摂取時の体重増加は減弱し
た。Htr2a アンタゴニストを添加すると、3T3-L1 脂肪細胞における脂肪滴の蓄積が減少した。これらの結果は、
脂肪細胞に由来する 5-HT がエネルギー恒常性の調節に重要な役割を果たすことを示唆している。

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