EXAMINING THE DIVERSE CONTRIBUTIONS OF EL TO SYSTEMIC LIPID METABOLISM

La Lipasi Endoteliale (EL) \ue8 l\u2019ultimo membro identificato della famiglia delle lipasi plasmatiche dei trigliceridi (plasma triglyceride lipase). EL ha una maggior specificit\ue0 per i fosfolipidi (PL) che trigliceridi (TG) ed \ue8 un enzima chiave nella regolazione dei livelli di HDL sia in vitro che in vivo. Studi pi\uf9 recenti hanno indicato che EL \ue8 in anche grado di promuovere il catabolismo delle lipoproteine contenenti apoB. Nell\u2019uomo, varianti nel gene che codifica per EL, sono state associate a pi\uf9 elevati livelli di colesterolo HDL ma sorprendentemente ci\uf2 non si traduce in un ridotto rischio cardiovascolare. Studi clinici hanno evidenziato che la concentrazione e attivit\ue0 di EL sono positivamente associate alla severit\ue0 dei tratti tipici della sindrome metabolica come indice di massa corporea, obesit\ue0 centrale, infiammazione, insulino resistenza e profilo lipoproteico pi\uf9 aterogenico. Quale sia il nesso causale di questa associazione non \ue8 noto e ad oggi non \ue8 possibile stabilire se elevati livelli di EL siano alla base dell\u2019eziologia del profilo osservato o se, al contrario, siano un tratto secondario. Scopo di questa tesi \ue8 di stabilire quale sia il ruolo di EL nel metabolismo delle lipoproteine ricche in trigliceridi (TRL) e di investigare la relazione tra attivit\ue0 di EL, metabolismo lipidico epatico e sviluppo dei tratti caratteristici della sindrome metabolica in vivo. Al fine di poter comparare non solo la severit\ue0 ma anche il tempo di insorgenza della sindrome metabolica, in presenza o assenza di EL, sono stati utilizzati topi controllo (wild type, WT) e topi con deficit di EL (EL-KO), sottoposti ad una dieta ricca di grassi a lungo termine. I risultati hanno dimostrato che i topi EL-KO accumulano significativamente pi\uf9 peso rispetto ai WT, sviluppano una pi\uf9 severa intolleranza al glucosio, e uno stato metainfiammatorio. La comparsa di questi tratti \ue8 accompagnata da una severa dislipidemia, ancora una volta pi\uf9 marcata nei topi EL-KO rispetto ai WT. La differenza pi\uf9 significativa, tuttavia, \ue8 lo sproporzionato aumento dei livelli di TG in risposta alla dieta. All\u2019origine di questo fenotipo vi \ue8 l\u2019accumulo di lipoproteine post-prandiali ricche di TG. Esperimenti cinetici in vivo hanno dimostrato che la clearance di TRL radiomarcate \ue8 molto ridotta nei topi EL-KO e questo fenomeno \ue8 dovuto a una ridotta lipolisi, mentre la secrezione epatica di TG non \ue8 affetta. Quando l\u2019attivit\ue0 di EL nei confronti delle TRL marcate \ue8 stata testata in vitro, \ue8 emerso che EL potrebbe fungere da facilitatore dell\u2019attivit\ue0 della lipasi lipoproteica (LPL). Di conseguenza, EL potrebbe rivestire un ruolo importante nel ridurre I livelli di TG nel contesto dell\u2019iperlipemia postprandiale e questo effetto potrebbe essere mediato sia da un\u2019attivit\ue0 lipolitica diretta, sia dalla facilitazione dell\u2019attivit\ue0 lipolitica di LPL. Infine, la valutazione della funzionalit\ue0 epatica ha rivelato che i topi EL-KO sviluppano una franca steatosi. La capacit\ue0 del fegato di captare gli acidi grassi derivanti dai TG, \ue8 ridotta nei topi con deficit di EL ed \ue8 stato osservato un parallelo aumento dei livelli di espressione di geni coinvolti nella lipogenesi e una drammatica alterazione del contenuto di acidi grassi. In conclusione, i dati raccolti in questa tesi supportano l\u2019ipotesi che EL sia essenziale per un\u2019efficiente clearance delle TRL e, in sua assenza, via sia un ridotto flusso di acidi grassi al fegato. Ci\uf2 indurrebbe un aumento compensatorio della lipogenesi e potrebbe ulteriormente contribuire all\u2019insorgenza di obesit\ue0 e insulino resistenza.Endothelial Lipase (EL) is the most recently identified member of the plasma triglyceride lipase family. EL has a higher specificity for Phospholipids (PL) compared to triglycerides (TG) and has been shown to be a major regulator of HDL-C levels both in vitro and in vivo. More recent data showed that EL also promotes the catabolism of apoB-containing lipoproteins. In humans, genetic variants for EL are associated with increased HDL-C levels but these changes do not translate into a reduction in cardiovascular disease risk. Early clinical studies demonstrated a strong correlation between EL mass and several traits of metabolic syndrome such as body mass index (BMI), visceral adiposity, inflammation, insulin resistance and atherogenic lipoprotein levels. The causal relationship linking EL to one of multiple of these traits is still unknown. To date, whether increased EL levels may be causal to the observed phenotype or a secondary outcome has not been established. The aim of this thesis is to assess the role of EL in TG-rich lipoprotein (TRL) metabolism and to investigate the relationship between EL activity, hepatic lipid metabolism and the development of key traits of metabolic syndrome in vivo. In order to compare the onset and severity of metabolic syndrome traits in the presence or absence of EL activity, WT and EL deficient mice (EL-KO) were chronically fed a high fat diet. Results demonstrated that EL deficient mice gained significantly more weight and they developed a more severe glucose intolerance and meta-inflammatory state. The appearance of these traits was accompanied by a severe dyslipidemia that was once again more pronounced in EL-KO mice, compared to WT. The most evident difference between EL-deficient mice and control group was the disproportioned diet-induced increase in TG. This phenotype originated from accumulation of postprandial TG-rich lipoproteins. In vivo kinetic experiments demonstrated that the lipolytic clearance of TG-labeled TRL was significantly impaired in EL-KO mice without any effect on TG secretion. The in vitro determination of EL activity towards radiolabeled-TRLs suggested that EL may function as a Lipoprotein Lipase (LPL) activity enhancer. As a consequence, EL may have a major role in reducing TG levels during postprandial hyperlipemia and this effect may be mediated by both direct lipolysis and facilitation of LPL. Finally, the assessment of liver function revealed that the dietary treatment induced severe steatosis in EL-KO mice. Consistent with reduced lipolysis, the TG-derived FA uptake was impaired in EL-KO mice and this was associated with the upregulation of lipogenic genes and the development of abnormalities in the FA composition. In conclusion, data from this thesis support a model by which EL is required for efficient triglyceride-rich lipoprotein clearance and the absence of this function impairs hepatic fat intake and results in compensatory de novo lipogenesis, which may contribute to systemic obesity and insulin resistance