Skip to main content

Lund University Publications

LUND UNIVERSITY LIBRARIES

Intracellular lipids and inflammatory activity in macrophage foam cells

Persson, Jenny LU (2006)
Abstract
Cardiovascular disease (CVD) is characterized by lipid accumulation and inflammation in arteries. The disease starts early in life with migration of monocytes into the arterial wall where they engulf entrapped lipoproteins and become macrophage foam cell. A simultaneous inflammatory response further enhances lipid and cell accumulation at sites of lesion development, resulting in progression of atherosclerotic plaque formation.



The present investigation aimed at providing further information on the effects of foam cell formation on inflammation and intracellular lipid accumulation, with special interest in lipid accumulation during and after macrophage uptake of non-oxidized lipoproteins. Our data demonstrates that... (More)
Cardiovascular disease (CVD) is characterized by lipid accumulation and inflammation in arteries. The disease starts early in life with migration of monocytes into the arterial wall where they engulf entrapped lipoproteins and become macrophage foam cell. A simultaneous inflammatory response further enhances lipid and cell accumulation at sites of lesion development, resulting in progression of atherosclerotic plaque formation.



The present investigation aimed at providing further information on the effects of foam cell formation on inflammation and intracellular lipid accumulation, with special interest in lipid accumulation during and after macrophage uptake of non-oxidized lipoproteins. Our data demonstrates that lipoprotein-induced foam cell formation results in patterns of cytokine release specific for lipoprotein species, patterns that are overruled by activation of foam cells with exogenous tumour necrosis factor-a (TNF-a). Furthermore the pro-inflammatory cytokines interleukin-1? and TNF-a affect foam cell intracellular lipid metabolism, resulting in decreased utilization of stored lipids and further promotion of foam cell formation.



Finally, expression of lipid droplet-associated proteins was studied in relation to foam cell formation. Perilipin negatively correlated with intracellular lipid levels, with an increasing adipophilin-to-perilipin ratio in lipid loaded cells. As these proteins may be functionally important with regard to intracellular lipid droplet stability, by steric effects or by contributing to lipid hydrolysis, the relative protein ratio could play an important role in foam cell lipid metabolism. With foam cells being key participants in development of CVD, insight in how lipid droplet-associated proteins and inflammation affect lipid turnover may provide tools for control of foam cell formation in atherosclerotic plaques. (Less)
Abstract (Swedish)
Popular Abstract in Swedish

Kardiovaskulär sjukdom karaktäriseras av lipid accumulering och inflammation i artärerna. Sjukdomen startar tidigt med att monocyter vandrar ut i kärlväggen där de differentierar till makrofager, tar upp modifierade lipoproteiner och utvecklas till skumceller. En samtidig inflammation bidrar till att fler celler och mer lipider ansamlas och ett aterosklerotiskt plack börjar bildas.



Avsikten med detta avhandlingsarbete har varit att utröna hur skumcells-bildningen påverkar inflammation och hur den intracellulära lipidmetabolismen påverkas av inflammation. Vi har även undersökt hur lipiddropps associerade proteiner påverkas av skumcellsbildning. Vi har genomgående använt oss av... (More)
Popular Abstract in Swedish

Kardiovaskulär sjukdom karaktäriseras av lipid accumulering och inflammation i artärerna. Sjukdomen startar tidigt med att monocyter vandrar ut i kärlväggen där de differentierar till makrofager, tar upp modifierade lipoproteiner och utvecklas till skumceller. En samtidig inflammation bidrar till att fler celler och mer lipider ansamlas och ett aterosklerotiskt plack börjar bildas.



Avsikten med detta avhandlingsarbete har varit att utröna hur skumcells-bildningen påverkar inflammation och hur den intracellulära lipidmetabolismen påverkas av inflammation. Vi har även undersökt hur lipiddropps associerade proteiner påverkas av skumcellsbildning. Vi har genomgående använt oss av icke-oxiderade lipoproteiner.



I det första arbetet i denna avhandling har vi studerat hur upptaget av olika lipoproteiner påverkar utsöndringen av cytokiner. Detta är en försökssituation som kan liknas vid den initiala utvecklingen av ateroskleros. Syftet var att utröna om typen av lipid, kolesterol eller triglycerid, som togs upp av makrofagen hade betydelse för hur makrofagen reagerade, mätt i mängden utsöndrade cytokiner. Vi har visat att lipoprotein-inducerad skumcells-bildning ger ett förändrat mönster av utsöndrade cytokiner. Vid aktivering av skumcellerna via exogent TNF-a underordnas det lipid-inducerade cytokin-svar det proinflammatoriska cytokin-svaret till följd av TNF-a aktiveringen.



I det andra arbetet har vi arbetat med en liknande modell men en annan frågeställning: hur svarar skumcellen på ett inflammatoriskt stimuli i form av cytokiner. Denna situation liknar mer miljön i ett senare sjukdomsförlopp. Frågeställningen har fokuserat på om användningen av lipiderna i skumcellen påverkas av en inflammatorisk miljö. Arbetet visar att IL-1b och TNF-a påverkar den intracellulära lipidmetabolismen genom att minska användningen av de upplagrade lipiderna i skumcellen.



I det tredje arbetet har vi studerat hur typen och mängden lipid som lagras upp i makrofagen påverkar de proteiner som finns i cellen och är associerade med de lipiddroppar som används för att lagra fett inne i cellen. Dessa proteiner tros spela en viktig roll vid stabilisering och tillgänglighet av lipiddropparna. Våra resultat indikerar att upplagring av lipider, oavsett om det till större delen är kolesterol eller triglycerider, minskar mängden perilipin samtidigt som mängden adipophilin ökar. Då dessa proteiner är viktiga för lipidomsättningen i andra celltyper kan ett förändrat förhållande mellan perilipin och adipophilin vid skumcellsbildning ha betydelse för lipidomsättningen även i denna celltyp.



Då skumceller är en viktig beståndsdel i utvecklingen av ateroskleros är kunskap om de intracellulära lipiddropparnas stabilitet och metabolism viktig. Den kunskapen kan förse oss med en möjlighet att påverka skumcellsbildningen och där igenom det aterosklerotiska placket. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
supervisor
opponent
  • Associate Professor Nielsen, Lars-Bo, Department of Clinical Biochemistry, Rigshospitalet, Copenhagen, Denmark
organization
publishing date
type
Thesis
publication status
published
subject
keywords
Kardiovaskulära systemet, Cardiovascular system, lipid droplet, cytokine, inflammation, adipophilin, perilipin, atherosclerosis, Macrophage, foam cell
pages
130 pages
publisher
Department of Clinical Sciences, Lund University
defense location
CRC Aula, Entrance 72, UMAS
defense date
2006-12-08 13:00:00
ISBN
91-85559-63-6
language
English
LU publication?
yes
additional info
id
cea3bea8-8df1-4e49-8b94-c21435db1513 (old id 547583)
date added to LUP
2016-04-01 16:40:02
date last changed
2018-11-21 20:43:11
@phdthesis{cea3bea8-8df1-4e49-8b94-c21435db1513,
  abstract     = {Cardiovascular disease (CVD) is characterized by lipid accumulation and inflammation in arteries. The disease starts early in life with migration of monocytes into the arterial wall where they engulf entrapped lipoproteins and become macrophage foam cell. A simultaneous inflammatory response further enhances lipid and cell accumulation at sites of lesion development, resulting in progression of atherosclerotic plaque formation.<br/><br>
<br/><br>
The present investigation aimed at providing further information on the effects of foam cell formation on inflammation and intracellular lipid accumulation, with special interest in lipid accumulation during and after macrophage uptake of non-oxidized lipoproteins. Our data demonstrates that lipoprotein-induced foam cell formation results in patterns of cytokine release specific for lipoprotein species, patterns that are overruled by activation of foam cells with exogenous tumour necrosis factor-a (TNF-a). Furthermore the pro-inflammatory cytokines interleukin-1? and TNF-a affect foam cell intracellular lipid metabolism, resulting in decreased utilization of stored lipids and further promotion of foam cell formation.<br/><br>
<br/><br>
Finally, expression of lipid droplet-associated proteins was studied in relation to foam cell formation. Perilipin negatively correlated with intracellular lipid levels, with an increasing adipophilin-to-perilipin ratio in lipid loaded cells. As these proteins may be functionally important with regard to intracellular lipid droplet stability, by steric effects or by contributing to lipid hydrolysis, the relative protein ratio could play an important role in foam cell lipid metabolism. With foam cells being key participants in development of CVD, insight in how lipid droplet-associated proteins and inflammation affect lipid turnover may provide tools for control of foam cell formation in atherosclerotic plaques.},
  author       = {Persson, Jenny},
  isbn         = {91-85559-63-6},
  language     = {eng},
  publisher    = {Department of Clinical Sciences, Lund University},
  school       = {Lund University},
  title        = {Intracellular lipids and inflammatory activity in macrophage foam cells},
  year         = {2006},
}