Sirtuin 3 overexpression preserves maximal sarco(endo)plasmic reticulum calcium ATPase activity in the skeletal muscle of mice subjected to high fat--high sucrose feeding.

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Publisher: NRC Research Press
Document Type: Report
Length: 8,697 words
Lexile Measure: 1560L

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Abstract :

Sarco(endo)plasmic reticulum calcium ([Ca.sup.2+]) ATPase (SERCA) transports [Ca.sup.2+] in muscle. Impaired SERCA activity may contribute to diabetic myopathy. Sirtuin (SIRT) 3 regulates muscle metabolism and function; however, it is unknown if SIRT3 regulates muscle SERCA activity or acetylation. We determined if SIRT3 overexpression enhances SERCA activity in mouse gastrocnemius muscle and if SIRT3 overexpression preserves gastrocnemius SERCA activity in a model of type 2 diabetes, induced by high fat - high sucrose (HFHS) feeding. We also determined if the acetylation status of SERCA proteins in mouse gastrocnemius is altered by SIRT3 overexpression or HFHS feeding. Wild-type (WT) and SIRT3 transgenic ([SIRT3.sub.TG]) mice, overexpressing SIRT3 in skeletal muscle, were fed a standard or HFHS diet for 4 months. [SIRT3.sub.TG] and WT mice developed obesity and glucose intolerance after 4 months of HFHS feeding. SERCA [V.sub.max] was higher in gastrocnemius of [SIRT3.sub.TG] mice compared with WT mice. HFHS-fed mice had lower SERCA1a protein levels and lower SERCA [V.sub.max] in their gastrocnemius than control-fed mice. The decrease in SERCA [V.sub.max] in gastrocnemius muscle due to HFHS feeding was attenuated by SIRT3 overexpression in HFHS-fed [SIRT3.sub.TG] mice. SERCA1a and SERCA2a acetylation in mouse gastrocnemius was not altered by genotype or diet. These findings suggest SIRT3 overexpression improves SERCA function in mouse skeletal muscle. Key words: SERCA, sirtuins, acetylation, calcium handling, diabetes, muscle. La calcium ([Ca.sup.2+]) ATPase du reticulum sarco(endo)plasmique (ou SERCA pour ) effectue le transport des ions [Ca.sup.2+] dans le muscle. Les perturbations de l'activite de la SERCA pourraient contribuer a la myopathie diabetique. La sirtuine (SIRT) 3 participe a la regulation du metabolisme et du fonctionnement des muscles. Toutefois, on ne sait pas si la SIRT3 participe a l'activite ou a l'acetylation de la SERCA musculaire. Nous avons cherche a etablir que la surexpression de la SIRT3 favorise l'activite de la SERCA dans le muscle gastrocnemien de souris et que la surexpression de la SIRT3 permet de preserver l'activite de la SERCA du muscle gastrocnemien dans un modele de diabete de type 2 engendre par l'administration d'un regime alimentaire a teneur elevee en matieres grasses et en saccharose (HFHS). Nous avons aussi cherche a etablir que le statut d'acetylation de la SERCA en proteines dans le muscle gastrocnemien de souris est altere par la surexpression de la SIRT3 ou le regime alimentaire de type HFHS. Pendant 4 mois, nous avons administre un regime alimentaire de type standard ou HFHS chez des souris de type sauvage (WT) et transgeniques ([SIRT3.sub.TG]), surexprimant la SIRT3 dans le muscle squelettique. Les souris [SIRT3.sub.TG] et WT ont presente de l'obesite et de l'intolerance au glucose apres l'administration d'un regime de type HFHS pendant 4 mois. Le [V.sub.max] de la SERCA etait plus eleve dans le muscle gastrocnemien des souris [SIRT3.sub.TG] que des souris WT. Les souris HFHS presentaient un taux de SERCA1a en proteines et un [V.sub.max] de la SERCA dans le muscle gastrocnemien moins eleves que les souris temoins. La diminution du [V.sub.max] de la SERCA entraoenee dans le muscle gastrocnemien par le regime alimentaire de type HFHS s'attenuait avec la surexpression de la SIRT3 chez les souris [SIRT3.sub.TG] auxquelles etait administre un regime alimentaire de type HFHS. Le genotype ou le regime alimentaire n'entraoenaient pas d'alteration de l'acetylation de la SERCA1a et de la SERCA2a dans le muscle gastrocnemien de souris. Ces resultats laissent entendre que la surexpression de la SIRT3 permettrait d'ameliorer le fonctionnement de la SERCA dans le muscle squelettique de souris. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : SERCA, sirtuines, acetylation, manipulation du calcium, diabete, muscle.

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Gale Document Number: GALE|A699492024