Aggregation of ␣-synuclein (␣-syn), a process that generates oligomeric intermediates, is a common pathological feature of several neurodegenerative disorders. Despite the potential importance of the oligomeric ␣-syn intermediates in neuron function, their biochemical properties and pathobiological functions in vivo remain vastly unknown. Here we used two-dimensional analytical separation and an array of biochemical and cell-based assays to characterize ␣-syn oligomers that are present in the nervous system of A53T ␣-syn transgenic mice. The most prominent species identified were 53 Å detergent-soluble oligomers, which preceded neurological symptom onset, and were found at equivalent amounts in regions containing ␣-syn inclusions as well as histologically unaffected regions. These oligomers were resistant to SDS, heat, and urea but were sensitive to proteinase-K digestion. Although the oligomers shared similar basic biochemical properties, those obtained from inclusion-bearing regions were prominently reactive to antibodies that recognize oxidized ␣-syn oligomers, significantly accelerated aggregation of ␣-syn in vitro, and caused primary cortical neuron degeneration. In contrast, oligomers obtained from non-inclusion-bearing regions were not toxic and delayed the in vitro formation of ␣-syn fibrils. These data indicate that specific conformations of ␣-syn oligomers are present in distinct brain regions of A53T ␣-syn transgenic mice. The contribution of these oligomers to the development of neuron dysfunction appears to be independent of their absolute quantities and basic biochemical properties but is dictated by the composition and conformation of the intermediates as well as unrecognized brainregion-specific intrinsic factors.

Although accumulation of lymphocytes in the white adipose tissue (WAT) in obesity is linked to insulin resistance, it remains unclear whether lymphocytes also participate in the regulation of energy homeostasis in the WAT. Here, we demonstrate enhanced energy dissipation in Rag1-/- mice, increased catecholaminergic input to subcutaneous WAT, and significant beige adipogenesis. Adoptive transfer experiments demonstrated that CD8+ T cell deficiency accounts for the enhanced beige adipogenesis in Rag1-/- mice. Consistently, we identified that CD8-/- mice also presented with enhanced beige adipogenesis. The inhibitory effect of CD8+ T cells on beige adipogenesis was reversed by blockade of IFN-γ. All together, our findings identify an effect of CD8+ T cells in regulating energy dissipation in lean WAT, mediated by IFN-γ modulation of the abundance of resident immune cells and of local catecholaminergic activity. Our results provide a plausible explanation for the clinical signs of metabolic dysfunction in diseases characterized by altered CD8+ T cell abundance and suggest targeting of CD8+ T cells as a promising therapeutic approach for obesity and other diseases with altered energy homeostasis.

O ανοσομεταβολισμός «Immunometabolism” είναι ένα καινούργιο ερευνητικό πεδίο που μελετά τις αλληλεπιδράσεις του ανοσοποιητικού συστήματος και της μεταβολικής δραστηριότητας και τη συμμετοχή τους στην εξέλιξη διάφορων νόσων. Ένα καλά μελετημένο παράδειγμα αφορά τη συσσώρευση των ανοσοκυττάρων στο λευκό λιπώδη ιστό που διαμεσολαβεί στην ανάπτυξη αντίστασης στην ινσουλίνη και τη συνεπακόλουθη συστημική μεταβολική δυσλειτουργία που χαρακτηρίζει την παχυσαρκία αλλά και άλλες χρόνιες παθήσεις. Παρόλο που ο ρόλος των κυττάρων της φυσικής ανοσίας και των κυτοκινών που εκκρίνουν, όπως οι TNFα, IL1 και IL6, στη λειτουργία του λιπώδους ιστού έχει χαρακτηρισθεί και πιστοποιηθεί από πολλές πειραματικές και κλινικές μελέτες, ο ρόλος των λεμφοκυττάρων στη ρύθμιση της ενεργειακής ομοιοστασίας δεν είναι ακόμα σαφής. Σε αυτή τη μελέτη χρησιμοποιήσαμε Rag1-/- μυs, που έχουν ένδεια ανοσίας εξαιτίας γενετικής αιτιολογίας διαταραχής στη λειτουργική ωρίμανση των Τ και Β λεμφοκύτταρων τους, για να χαρακτηρίσουμε την επίδραση των Τ λεμφοκυττάρων στη μεταβολική ομοιοστασία όπως καθορίζεται από τον λευκό λιπώδη ιστό και το ήπαρ. Ανάλυση της μεταβολικής δραστηριότητας των Rag1-/- μυών αποκάλυψε αυξημένη 24ωρη μεταβολική δραστηριότητα και συγκεκριμένα αυξημένη χρησιμοποίηση λιπιδίων χωρίς σημαντικές διαφορές είτε στην πρόσληψη τροφής ή στην κινητικότητα μεταξύ Rag1-/- και μυών αγρίου τύπου (WT). Έγχυση λειτουργικών λεμφοκυττάρων σε Rag1-/- μύες αποκάλυψε ότι η έλλειψη των T, και συγκεκριμένα των CD8+ T λεμφοκυττάρων, ήταν ο κύριος λόγος της αυξημένης μεταβολικής τους δραστηριότητας. Συγκεκριμένα η έλλειψη αυτού του λεμφοκυτταρικού πληθυσμού οδηγεί σε αυξημένη οξείδωση των λιπαρών οξέων και δημιουργία λιποκυττάρων με μεγάλη περιεκτικότητα σε μιτοχόνδρια (μπεζ λιπώδης ιστός) εντός του υποδόριου λευκού λιπώδους ιστού. Αυξημένη κατεχολαμινεργική δραστηριότητα στο υποδόριο λίπος και η συνεπακόλουθη τροποποίηση της περιεκτικότητας του σε κύτταρα φυσικής ανοσίας, όπως τα ηωσινόφιλα και τα πρόσφατα ταυτοποιημένα κύτταρα φυσικής ανοσίας (innate lymphoid cells-ILCs), υπέδειξαν συγκεκριμένους μηχανισμούς που συνδέονται με την ενεργοποίηση του μπεζ λιπώδους ιστικού αποθέματος. Μεταμόσχευση CD8+ T λεμφοκυττάρων επανέφερε τη μεταβολική λειτουργία, καθώς και τους ανωτέρω δείκτες, των Rag1-/- μυών στα επίπεδα των WT μυών. Η ανασταλτική δράση των CD8+ T λεμφοκυττάρων αναιρέθηκε μετά από παρεμπόδιση της δράσης της IFNγ με χορήγηση ειδικού αντισώματος. Σε συμφωνία με αυτά τα ευρήματα, δείξαμε επίσης αυξημένη μπεζ λιπογένεση στον υποδόριο ιστό των CD8-/- μυών. Μελέτη της μεταβολικής λειτουργίας του ήπατος των Rag1-/- μυών έδειξε επίσης αυξημένη οξείδωση των λιπαρών οξέων αλλά και του μεταβολισμού των υδατανθράκων, όπως καταδεικνύεται από τη μειωμένη αποθήκευση γλυκαγόνου. Αυξημένη γονιδιακή έκφραση των παραγόντων που διαμεσολαβούν την ενεργοποίηση της μεταβολικής δραστηριότητας υποστηρίζει τα ανωτέρω ευρήματα στους Rag1-/- μυς . Η σημαντικότητα των CD8+ T λεμφοκυττάρων στη συγκεκριμένη διεργασία επιβεβαιώθηκε με λεπτομερείς πειραματικούς χειρισμούς. Συμπερασματικά οι μελέτες μας περιγράφουν ένα νέο ρόλο των CD8+ T λεμφοκυττάρων στη ρύθμιση της ενεργειακής ομοιοστασίας μέσω ενεργοποίησης πολλαπλών ειδικών παραγόντων στο φυσιολογικό λιπώδη ιστό και καταδεικνύουν τους πιθανούς μηχανισμούς που εμπλέκονται. Τα αποτελέσματα μας προσφέρουν μία πιθανή εξήγηση για τη μεταβολική δυσλειτουργία σε χρόνιες παθήσεις που χαρακτηρίζονται από μεγάλες διαταραχές είτε στην κατανάλωση ενέργειας, με χαρακτηριστική την καχεξία, ή στην αποθήκευση της, όπως στην παχυσαρκία. Τα ευρήματά μας οδηγούν στην υπόθεση ότι τα CD8+ T κύτταρα θα μπορούσαν να στοχευθούν για την καταπολέμηση ασθενειών που χαρακτηρίζονται από αλλαγές της ενεργειακής ομοιόστασης όπως ο διαβήτης τύπου 2, αλλά και χρόνιες λοιμώδεις νόσοι, διάφορες μορφές καρκίνου με έντονη καταβολική δραστηριότητα αλλά και οι ανεπιθύμητες ενέργειες διαφόρων φαρμάκων.