L'accumulation de lipides dans le foie, dénommée stéatose hépatique non alcoolique (NAFLD), est l'une des manifestations importantes du syndrome métabolique. La simple accumulation de graisse dans le foie n'est pas néfaste. Néanmoins, chez l'Homme, certains patients (~20%) développent une stlatohépatite non alcoolique (NASH) avec le développement d'une inflammation qui provoque des lésions hépatiques chroniques. Certaines études épidémiologiques montrent que les hommes sont plus exposés aux complications liées au NAFLD comparés aux femmes. Cependant, les mécanismes 5 s différences sexuelles dans la NAFLD restent mal compris. Nous avons généré dans notre laboratoire un modèle de souris dans lequel le gène PPARy (Peroxisome proliferator-activated receptor gamma) a été ôté (souris PPARy KO). PPARy est un facteur de transcription indispensable à la différentiation des adipocytes. De ce fait, ces souris n'ont pas de tissue adipeux et développent une accumulation massive de graisse dans le foie, similaire à la NAFLD. Etonnamment, ces souris présentent à 20 semaines, un dimorphisme sexuel caractérisé par une plus grande quantité de gouttelettes lipidiques et de triglycérides (TGs) hépatiques chez les femelles comparées aux maies, tandis qu'à 7 semaines, pas de dimorphisme sexuel n'est observé. Les buts de ce projet ont ete de caractériser l'évolution de la stéatose et de la fibrose hépatique dans ce nouveau modele et d'établir les bases moléculaires du dimorphisme sexuel.
Des mesures lipidiques par spectrométrie de masse ont révélé que le foie des femelles PPARy KO contenaient une plus grande quantité de TGs que celui des mâles PPARy KO, avec de plus des chaînes hydrocarbonées plus courtes et plus saturées. Un fait intéressant est que les femelles PPARy KO ont une infiltration hépatique de neutrophiles plus importante comparées aux mâles. Le dimorphisme sexuel de la stéatose hépatique et de l'infiltration de neutrophiles est dépendante des hormones sexuelles car il n'est plus présent chez les souris PPARy KO qui ont subi une gonadectomie. Des analyses « microarrays », complétées par des analyses « real-time qPCR », ont été effectuees a 7 et 20 semaines chez les souris PPARy KO et chez les souris contrôles afin de déterminer les mécanismes impliqués dans ces dimorphismes sexuels. Ces analyses ont révélé qu'une grande majorité des genes qui montrent un niveau d'expression différent entre mâles et femelles chez les souris contrôles ne sont plus sexuellement dimorphique chez les souris PPARy KO. Par exemple, le gène Hsd3b5, qui est mâle spécifique chez les souris contrôles, est totalement inhibé chez les mâles PPARy KO. Réciproquement, l'expression de Cux2, facteur de transcription connu comme un des régulateurs du dimorphisme sexuel hépatique et fortement exprimé chez les femelles WT, est fortement réduit chez les femelles PPARy KO. Tout comme la majorité des gènes qui montrent un dimorphisme sexuel dans leur expression hépatique, Cux2 est régulé par la voie de signalisation de l'hormone de croissance activant STAT5b. Le dérèglement de cette voie de signalisation chez les souris PPARy KO est mis en évidence par la modulation du gène Igfl (insuline-like growth factor 1). Cette altération n'est pas dépendante de PPARy puisque nous l'observons aussi dans un modèle de souris obèses (les souris Ob/Ob) qui souffrent également de stéatose hépatique. Ces résultats suggèrent que c'est l'accumulation de lipides dans le foie ou le syndrome métabolique qui est présent dans nos deux modèles de souris, qui provoquent la dérégulation de l'expression hépatique des gènes montrant un dimorphisme sexuel. Nous sommes actuellement sur le point d'évaluer si cette deregulat.on des gènes hépatiques sexuellement dimorphiques est aussi présente chez les hommes et les femmes souffrants de NAFLD.
Ces résultats soulignent l'importance du dimorphisme sexuel dans les fonctions hépatiques et devraient permettre de mieux comprendre l'évolution de la NAFLD chez les hommes et les femmes ainsi que d'élaborer des traitements plus spécifiques.
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The accumulation of lipids in the liver is one important hepatic manifestation of the metabolic syndrome, called nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD). The simple accumulation of fat in the liver is perse harmless. However, in humans, a fraction of patient (-20%) develops nonalcoholic steatohepatitis (NASH), in which inflammation is associated to fat accumulation and provokes chronic liver damage. Several reports support the fact that men are more exposed to NAFLD-related complications compared to women. However these sexual différences in NAFLD are poorly understood. Our laboratory has generated a mouse model carrying a deletion of the Peroxisome Proliferator-Activated Receptor gamma (PPARy), a transcription factor absolutely required for adipocyte differentiation. These mice have no adipose tissue and, likely as a conséquence, exhibit a massive accumulation of fat in the liver similar to NAFLD. Interestingly, these mice showed a sexual dimorphism characterized by a higher content of lipid droplets and hepatic triglycérides (TGs) in females compared to maies at 20 weeks, whereas no sex dimorphism was observed at 7 weeks. The aims of this project were therefore to characterize the sexual-specific évolution of liver steatosis and fibrosis in this new mouse model and to establish the molecular basis of this sex specificity in mouse.
Lipidomic analyses highlighted that PPARy KO females had higher levels of short hydrocarbon chain TGs and fewer unsaturations of the long hydrocarbon chain TGs compared to PPARy KO maies. Interestingly, PPARy KO females show a stronger hepatic neutrophil infiltration compared to maies. Sex dimorphism of hepatosteatosis and of neutrophil infiltration was not anymore observed when mice were gonadectomized, suggesting that these phenotypes are sex hormone dépendent. To explore the mechanisms of such dimorphism, microarray analyses, completed by real-time qPCR analyses, were performed at 7 and 20 weeks of âge in PPARy KO mice and their control littermates. These analyses revealed that many genes that are sex-biased in WT mice do not show any more a sex-biased: expression in PPARy KO mice. For example, Hsd3b5 gene expression, which is strongly male-biased in wild-type mice, is totally inhibited in PPARy KO maie mice. Reciprocally, a female-biased transcription factor, proposed as an important regulator of hepatic sex dimorphism, named Cux2, is downregulated in PPARy KO females. Cux2, similarly to the majority of hepatic sex-dimorphic genes, is modulated by the growth hormone (GH)/STAT5b pathway and dysregulation of this pathway in PPARy KO mice is highlighted by the modulation of insulin-like growth factor 1 (Igfl). Finally, we analyzed the sex dimorphism ot these genes in Ob/Ob mice, a mouse model of obesity developing hepatosteatosis. The same deregulation of the sex-biased genes is also seen in this model, suggesting that down- regulation of the expression of key hepatic sex-biased genes is NAFLD and/or diabetes dépendent. We are now evaluating if such deregulation of the hepatic sex-biased gene is also observed in men and women affected by NAFLD.
These results emphasize the importance of sex dimorphism in hepatic functions and should provide new insights for better monitoring the évolution of NAFLD in men and women, and for improved specific treatments.