White adipose (fat) tissues regulate metabolism, reproduction, and life span. Adipocytes form throughout life, with the most marked expansion of the lineage occurring during the postnatal period. Adipocytes develop in coordination with the vasculature, but the identity and location of white adipocyte progenitor cells in vivo are unknown. We used genetically marked mice to isolate proliferating and renewing adipogenic progenitors. We found that most adipocytes descend from a pool of these proliferating progenitors that are already committed, either prenatally or early in postnatal life. These progenitors reside in the mural cell compartment of the adipose vasculature, but not in the vasculature of other tissues. Thus, the adipose vasculature appears to function as a progenitor niche and may provide signals for adipocyte development.

Restriction of FXR agonism to the gut improves obesity and diabetes. The systemic expression of the bile acid (BA) sensor farnesoid X receptor (FXR) has led to promising new therapies targeting cholesterol metabolism, triglyceride production, hepatic steatosis and biliary cholestasis. In contrast to systemic therapy, bile acid release during a meal selectively activates intestinal FXR. By mimicking this tissue-selective effect, the gut-restricted FXR agonist fexaramine (Fex) robustly induces enteric fibroblast growth factor 15 (FGF15), leading to alterations in BA composition, but does so without activating FXR target genes in the liver. However, unlike systemic agonism, we find that Fex reduces diet-induced weight gain, body-wide inflammation and hepatic glucose production, while enhancing thermogenesis and browning of white adipose tissue (WAT). These pronounced metabolic improvements suggest tissue-restricted FXR activation as a new approach in the treatment of obesity and metabolic syndrome.

Abstract Targeting proximity labeling enzymes to specific cellular locations is a viable strategy for profiling subcellular proteomes. Here, we generated transgenic mice expressing a mitochondrial matrix-targeted ascorbate peroxidase (MAX-Tg) to analyze tissue-specific matrix proteomes. Desthiobiotin-phenol labeling of muscle tissues from MAX-Tg mice allowed for efficient profiling of mitochondrial-localized proteins in these tissues. Comparative analysis of matrix proteomes from MAX-Tg muscle tissues revealed differential enrichment of mitochondrial proteins related to energy production in between different muscle groups. Reticulon 4 interacting protein 1 (RTN4IP1), also known as Optic Atrophy-10 (OPA10), was highly enriched in the cardiac and soleus muscles and was found to localize to the mitochondrial matrix via a strong mitochondrial targeting sequence at its N-terminus. Protein structure analysis revealed that RTN4IP1 is an NADPH oxidoreductase with structural homology to bacterial quinone oxidoreductase. Enzymatic activity assays, interactome analysis, and metabolite profiling confirmed a function for RTN4IP1 in coenzyme Q (CoQ) biosynthesis. Rtn4ip1 -knockout C2C12 cells had reduced CoQ9 levels, were vulnerable to oxidative stress, and had decreased oxygen consumption rates and ATP production. Collectively, RTN4IP1 is a mitochondrial antioxidant NADPH oxidoreductase supporting oxidative phosphorylation activity in muscle tissue.

Abstract Here we describe i SLET ( i n situ S ecretory protein L abeling via E R-anchored T urboID) which labels secretory pathway proteins as they transit through the ER-lumen to enable dynamic tracking of tissue-specific secreted proteomes in vivo . We expressed i SLET in the mouse liver and demonstrated efficient in situ labeling of the liver-specific secreted proteome which could be tracked and identified within circulating blood plasma. i SLET is a versatile and powerful tool for studying spatiotemporal dynamics of secretory proteins, a valuable class of biomarkers and therapeutic targets.

Abstract Adipose tissues serve as an energy reservoir and endocrine organ, yet the mechanisms that coordinate these functions remain elusive. Here, we show that the transcriptional coregulators, YAP and TAZ, uncouple fat mass from leptin levels and regulate adipocyte plasticity to maintain metabolic homeostasis. Activating YAP/TAZ signalling in adipocytes by deletion of the upstream regulators Lats1 and Lats2 results in a profound reduction in fat mass by converting mature adipocytes into delipidated progenitor-like cells, but does not cause lipodystrophy-related metabolic dysfunction, due to a paradoxical increase in circulating leptin levels. Mechanistically, we demonstrate that YAP/TAZ–TEAD signalling upregulates leptin expression by directly binding to an upstream enhancer site of the leptin gene. We further show that YAP/TAZ activity is associated with, and functionally required for, leptin regulation during fasting and refeeding. These results suggest that adipocyte Hippo–YAP/TAZ signalling constitutes a nexus for coordinating adipose tissue lipid storage capacity and systemic energy balance through the regulation of adipocyte plasticity and leptin gene transcription.

How obesity affects immune function is not well understood. Clinically, obesity is strongly associated with severe TH2 immunopathology, though the physiological, cellular, and molecular underpinnings of this association remain obscure. Here, we demonstrate that obese mice are susceptible to severe atopic dermatitis (AD), a major manifestation of TH2 immunopathology and disease burden in humans. Mechanistically, we show that dysregulation of the nuclear hormone receptor (NHR) peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPAR𝛾) in T cells is a causal link between obesity and the increased TH2 immunopathology. We find that PPAR𝛾 directly controls a cellular metabolic transcriptional program that restrains nuclear gene expression of the chief TH2 priming and effector cytokine interleukin-4 (IL-4). Accordingly, thiazolidinediones (TZDs), potent PPAR𝛾 agonists, robustly protect obese mice from TH2 immunopathology. Collectively, these findings establish PPAR𝛾 as a molecular link between obesity and TH2 immune homeostasis and identify TZDs as novel therapeutic candidates for TH2 immunopathology. Fundamentally, these findings demonstrate that shifting physiologic metabolic states can shape the tone of adaptive immune responses to modulate differential disease susceptibility.