Increasing evidence indicates that brown adipose tissue (BAT) transplantation enhances whole-body energy metabolism in a mouse model of diet-induced obesity. However, it remains unclear whether BAT also has such beneficial effects on genetically obese mice. To address this issue, we transplanted BAT from C57/BL6 mice into the dorsal subcutaneous region of age- and sex-matched leptin deficient Ob/Ob mice. Interestingly, BAT transplantation led to a significant reduction of body weight gain with increased oxygen consumption and decreased total body fat mass, resulting in improvement of insulin resistance and liver steatosis. In addition, BAT transplantation increased the level of circulating adiponectin, whereas it reduced the levels of circulating free T3 and T4, which regulate thyroid hormone sensitivity in peripheral tissues. BAT transplantation also increased β3-adrenergic receptor and fatty acid oxidation related gene expression in subcutaneous and epididymal (EP) white adipose tissue. Accordingly, BAT transplantation increased whole-body thermogenesis. Taken together our results demonstrate that BAT transplantation may reduce obesity and its related diseases by activating endogenous BAT.

Objective Dietary fibre has beneficial effects on energy metabolism, and the majority of studies have focused on short-chain fatty acids produced by gut microbiota. Ginseng has been reported to aid in body weight management, however, its mechanism of action is not yet clear. In this study, we focused on the potential modulating effect of ginseng on gut microbiota, aiming to identify specific strains and their metabolites, especially long-chain fatty acids (LCFA), which mediate the anti-obesity effects of ginseng. Design Db/db mice were gavaged with ginseng extract (GE) and the effects of GE on gut microbiota were evaluated using 16S rDNA-based high throughput sequencing. To confirm the candidate fatty acids, untargeted metabolomics analyses of the serum and medium samples were performed. Results We demonstrated that GE can induce Enterococcus faecalis , which can produce an unsaturated LCFA, myristoleic acid (MA). Our results indicate that E. faecalis and its metabolite MA can reduce adiposity by brown adipose tissue (BAT) activation and beige fat formation. In addition, the gene of E. faecalis encoding Acyl-CoA thioesterases (ACOTs) exhibited the biosynthetic potential to synthesise MA, as knockdown (KD) of the ACOT gene by CRISPR-dCas9 significantly reduced MA production. Furthermore, exogenous treatment with KD E. faecalis could not reproduce the beneficial effects of wild type E. faecalis , which work by augmenting the circulating MA levels. Conclusions Our results demonstrated that the gut microbiota-LCFA-BAT axis plays an important role in host metabolism, which may provide a strategic advantage for the next generation of anti-obesity drug development.

Abstract Identification of key regulators of energy homeostasis holds important therapeutic promise for metabolic disorders, such as obesity and diabetes. ACE2 cleaves angiotensin II (Ang II) to generate Ang-(1-7) which acts mainly through the Mas receptor. Here, we identify ACE2 pathway as a critical regulator in the maintenance of thermogenesis and energy expenditure. We found that ACE2 is highly expressed in brown adipose tissue (BAT) and that cold stimulation increases ACE2 and Ang-(1-7) levels in BAT and serum. ACE2 knockout mice ( ACE2 -/y ), Mas knockout mice ( Mas -/- ), and the mice transplanted with brown adipose tissue from Mas -/- mice displayed impaired thermogenesis. In contrast, impaired thermogenesis of db/db obese diabetic mice and high-fat diet-induced obese mice were ameliorated by overexpression of ACE2 or continuous infusion of Ang-(1-7). Activation of ACE2 pathway was associated with improvement of metabolic parameters, including blood glucose, lipids and energy expenditure in multiple animal models. Consistently, ACE2 pathway remarkably enhanced the browning of white adipose tissue. Mechanistically, we showed that ACE2 pathway activated Akt/FoxO1 and PKA pathway, leading to induction of UCP1 and activation of mitochondrial function. Our data propose that adaptive thermogenesis requires regulation of ACE2 pathway and highlight novel therapeutic targets for the treatment of metabolic disorders.

Interorganelle contacts facilitate material exchanges and sustain the structural and functional integrity of organelles. Lipid droplets (LDs) of adipocytes are responsible for energy storage and mobilization responding to body needs. LD biogenesis defects compromise the lipid-storing capacity of adipocytes, resulting in ectopic lipid deposition and metabolic disorders, yet how the uniquely large LDs in adipocytes attain structural and functional maturation is incompletely understood. Here we show that the mammalian adipocyte-specific protein CLSTN3B is crucial for adipocyte LD maturation. CLSTN3B employs an arginine-rich segment to promote extensive contact and hemifusion-like structure formation between the endoplasmic reticulum (ER) and LD, allowing ER-to-LD phospholipid diffusion during LD expansion. CLSTN3B ablation results in reduced LD surface phospholipid density, increased turnover of LD-surface proteins, and impaired LD functions. Our results establish the central role of CLSTN3B in the adipocyte-specific LD maturation pathway that enhances lipid storage and maintenance of metabolic health under caloric overload.

Background/objectives: Disorder of energy homeostasis can lead to a variety of metabolic diseases, especially obesity. Brown adipose tissue (BAT) is a promising potential therapeutic target for the treatment of obesity and related metabolic diseases. Allicin , a main bioactive ingredient in garlic, has multiple biology and pharmacological function. However, the role of Allicin , in the regulation of metabolic organ, especially the role of activation of BAT, has not been well studied. Here, we analyzed the role of Allicin in whole-body metabolism and the activation of BAT.Results: Allicin had a significant effect in inhibiting body weight gain, decreasing adiposity, maintaining glucose homeostasis, improving insulin resistance, and ameliorating hepatic steatosis in diet-introduced obesity (DIO) mice. Then we find that Allicin can strongly activate brown adipose tissue (BAT). The activation of brown adipocyte treated with Allicin was also confirmed in mouse primary brown adipocytes.Conclusion: Allicin can ameliorate obesity through activating brown adipose tissue. Our findings provide a promising therapeutic approach for the treatment of obesity and metabolic disorders.