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Investigating gene expression under different dietetic conditions in murine skeletal muscle and brown adipose tissue
Elise Lenz
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Ernährungswissenschaften
Betreuer*in
Jürgen König
Mitbetreuer*in
Felix Sternberg
DOI
10.25365/thesis.80049
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30977.14717.699778-4
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Fettsäuren spielen eine wesentliche Rolle in der menschlichen Ernährung, da sie sowohl als Energiequelle als auch als strukturelle Bestandteile von Zellen dienen. Ketogene Diäten (KD), bei denen Fette den Großteil der Energieaufnahme darstellen, werden seit 100 Jahren zur Behandlung von Epilepsie bei Kindern eingesetzt. In den letzten Jahren gewinnt ihr Einsatz auch für andere Krankheitsbilder zunehmend an Bedeutung, darunter neurodegenerative und metabolische Erkrankungen. Um den Einfluss verschiedener Ernährungsinterventionen auf den Stoffwechsel zu untersuchen, wurde braunes Fettgewebe (BAT) und Skelettmuskel (SkM) von Mäusen analysiert, welche entweder mit einer Standarddiät (SD), einer KD mit hauptsächlich langkettigen Triglyzeriden (LCT), einer KD mit einem 70/30 Verhältnis von LCT zu mittelkettigen Fettsäuren (LCT/MCT), einer intermittierenden Fasten Diät (IF) oder einer kalorienreduzierten Diät (CR) gefüttert wurden. Vorherige Studien von Sternberg et al. (2025, unveröffentlichte Daten) zeigten, dass die LCT/MCT-Diät transkriptionelle Veränderungen in Verbindung mit dem Fettstoffwechsel in sowohl SkM als auch BAT auslöste. Aufbauend auf diesen Ergebnissen untersucht die vorliegende Arbeit die Expression ausgewählter Gene in diesen Geweben mit quantitativer Echtzeit-PCR, um tiefere Einblicke in die molekularen Mechanismen zu gewinnen über die unterschiedlichen Arten von Fetten den Stoffwechsel und mitochondriale Funktionen beeinflussen. Die LCT/MCT Ernährung führte zu signifikanten Veränderungen der Genexpression in sowohl BAT als auch SkM. Während in beiden Geweben vermutlich eine verstärkte Fettsäureoxidation stattfand, scheint BAT seinen Stoffwechsel von der Fettsäuresynthese in Richtung Fettsäureoxidation gerichtet zu haben, wohingegen SkM möglicherweise die Oxidation langkettiger Fettsäuren einschränkte. Darüber hinaus zeigten sich im BAT transkriptionelle Veränderungen die auf eine verstärkte mitochondriale Fission sowie auf erhöhten oxidativen Stress hindeuten.
Abstract
(Englisch)
Fatty acids (FA) play an essential role in human nutrition, serving both as energy substrates and structural components of cells. Ketogenic diets (KD), in which fats constitute the primary source of caloric intake, have been used for 100 years to treat drug-resistant epilepsy in children. More recently, KDs have received renewed attention as a potential therapy for neurodegenerative diseases, as a dietary intervention for weight loss, and for a range of other clinical applications. Understanding the biological and molecular mechanisms behind lipid metabolism, along with the physiological benefits and downsides of a high dietary fat consumption is therefore crucial for understanding the possible effects of KDs on human health and disease. In previous studies by Sternberg et al. (2025, unpublished data), gene expression related to FA metabolism was analyzed in mice fed KDs differing in FA profiles focusing on skeletal muscle (SkM), brown adipose tissue (BAT), heart, liver and brain tissues. The results revealed that mice receiving a KD enriched with medium-chain triglycerides (LCT/MCT), exhibited a distinct gene expression profile reflecting enhanced FA metabolism, compared with those fed either a long-chain triglyceride KD (LCT) or a standard diet (SD). Building on these findings, the present study further investigated gene expression profiles related to lipid metabolism and mitochondrial function in BAT and SkM using quantitative real-time polymerase chain reaction, aiming to provide deeper insights into the molecular pathways through which different types of dietary fat influence lipid utilization and mitochondrial transcriptional states. Consistent with previous observations, the LCT/MCT diet induced significant transcriptional adaptations in both BAT and SkM. While both tissues likely increased fatty acid oxidation, BAT appeared to shift its substrate preference by inhibiting fatty acid synthesis, whereas SkM exhibited signs of reduced long-chain fatty acid oxidation. Furthermore, BAT showed transcriptional changes indicative of increased mitochondrial fission and elevated oxidative stress.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Ketogene Diäten Mittelkettige Triglyceride Mittelkettige Fettsäuren Skelettmuskel Braunes Fettgewebe Fettstoffwechsel Genexpression qPCR Mitochondriale Dynamik
Schlagwörter
(Englisch)
Ketogenic diets Medium-chain triglycerides Medium-chain fatty acids Skeletal muscle Brown adipose tissue Fatty acid metabolism Gene expression qPCR Mitochondrial dynamics
Autor*innen
Elise Lenz
Haupttitel (Englisch)
Investigating gene expression under different dietetic conditions in murine skeletal muscle and brown adipose tissue
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
85 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Jürgen König
Klassifikationen
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie ,
44 Medizin > 44.21 Ernährung
AC Nummer
AC17751617
Utheses ID
78724
Studienkennzahl
UA | 066 | 838 | |