The Administration of Chitosan-Tripolyphosphate-DNA Nanoparticles to Express Exogenous SREBP1a Enhances Conversion of Dietary Carbohydrates into Lipids in the Liver of <i>Sparus aurata</i>
Jonás I. Silva-Marrero,
Juliana Villasante,
Ania Rashidpour,
Mariana Palma,
Anna Fàbregas,
María Pilar Almajano,
Ivan Viegas,
John G. Jones,
Montserrat Miñarro,
Josep R. Ticó,
Isabel V. Baanante,
Isidoro Metón
Affiliations
Jonás I. Silva-Marrero
Secció de Bioquímica i Biologia Molecular, Departament de Bioquímica i Fisiologia, Facultat de Farmàcia i Ciències de l’Alimentació, Universitat de Barcelona, Joan XXIII 27–31, 08028 Barcelona, Spain
Juliana Villasante
Secció de Bioquímica i Biologia Molecular, Departament de Bioquímica i Fisiologia, Facultat de Farmàcia i Ciències de l’Alimentació, Universitat de Barcelona, Joan XXIII 27–31, 08028 Barcelona, Spain
Ania Rashidpour
Secció de Bioquímica i Biologia Molecular, Departament de Bioquímica i Fisiologia, Facultat de Farmàcia i Ciències de l’Alimentació, Universitat de Barcelona, Joan XXIII 27–31, 08028 Barcelona, Spain
Mariana Palma
Center for Functional Ecology (CFE), Department Life Sciences, University of Coimbra, Calçada Martins de Freitas, 3000-456 Coimbra, Portugal
Anna Fàbregas
Departament de Farmàcia i Tecnologia Farmacèutica, i Fisicoquímica, Facultat de Farmàcia i Ciències de l’Alimentació, Universitat de Barcelona, Joan XXIII 27-31, 08028 Barcelona, Spain
María Pilar Almajano
Departament d’Enginyeria Química, Universitat Politècnica de Catalunya, Diagonal 647, 08028 Barcelona, Spain
Ivan Viegas
Center for Functional Ecology (CFE), Department Life Sciences, University of Coimbra, Calçada Martins de Freitas, 3000-456 Coimbra, Portugal
John G. Jones
Center for Neuroscience and Cell Biology (CNC), University of Coimbra, Largo Marquês de Pombal, 3004-517 Coimbra, Portugal
Montserrat Miñarro
Departament de Farmàcia i Tecnologia Farmacèutica, i Fisicoquímica, Facultat de Farmàcia i Ciències de l’Alimentació, Universitat de Barcelona, Joan XXIII 27-31, 08028 Barcelona, Spain
Josep R. Ticó
Departament de Farmàcia i Tecnologia Farmacèutica, i Fisicoquímica, Facultat de Farmàcia i Ciències de l’Alimentació, Universitat de Barcelona, Joan XXIII 27-31, 08028 Barcelona, Spain
Isabel V. Baanante
Secció de Bioquímica i Biologia Molecular, Departament de Bioquímica i Fisiologia, Facultat de Farmàcia i Ciències de l’Alimentació, Universitat de Barcelona, Joan XXIII 27–31, 08028 Barcelona, Spain
Isidoro Metón
Secció de Bioquímica i Biologia Molecular, Departament de Bioquímica i Fisiologia, Facultat de Farmàcia i Ciències de l’Alimentació, Universitat de Barcelona, Joan XXIII 27–31, 08028 Barcelona, Spain
In addition to being essential for the transcription of genes involved in cellular lipogenesis, increasing evidence associates sterol regulatory element binding proteins (SREBPs) with the transcriptional control of carbohydrate metabolism. The aim of this study was to assess the effect of overexpression SREBP1a, a potent activator of all SREBP-responsive genes, on the intermediary metabolism of Sparus aurata, a glucose-intolerant carnivorous fish. Administration of chitosan-tripolyphosphate nanoparticles complexed with a plasmid driving expression of the N-terminal transactivation domain of SREBP1a significantly increased SREBP1a mRNA and protein in the liver of S. aurata. Overexpression of SREBP1a enhanced the hepatic expression of key genes in glycolysis-gluconeogenesis (glucokinase and 6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-bisphosphatase), fatty acid synthesis (acetyl-CoA carboxylase 1 and acetyl-CoA carboxylase 2), elongation (elongation of very long chain fatty acids protein 5) and desaturation (fatty acid desaturase 2) as well as reduced nicotinamide adenine dinucleotide phosphate production (glucose-6-phosphate 1-dehydrogenase) and cholesterol synthesis (3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A reductase), leading to increased blood triglycerides and cholesterol levels. Beyond reporting the first study addressing in vivo effects of exogenous SREBP1a in a glucose-intolerant model, our findings support that SREBP1a overexpression caused multigenic effects that favoured hepatic glycolysis and lipogenesis and thus enabled protein sparing by improving dietary carbohydrate conversion into fatty acids and cholesterol.
