Brown adipose tissue (BAT) combusts high amounts of fatty acids, thereby lowering plasma triglyceride levels and reducing obesity. However, the precise role of BAT in plasma cholesterol metabolism and atherosclerosis development remains unclear. Here we show that BAT activation by β3-adrenergic receptor stimulation protects from atherosclerosis in hyperlipidemic APOE*3-Leiden.CETP mice, a well-established model for human-like lipoprotein metabolism that unlike hyperlipidemic Apoe(-/-) and Ldlr(-/-) mice expresses functional apoE and LDLR. BAT activation increases energy expenditure and decreases plasma triglyceride and cholesterol levels. Mechanistically, we demonstrate that BAT activation enhances the selective uptake of fatty acids from triglyceride-rich lipoproteins into BAT, subsequently accelerating the hepatic clearance of the cholesterol-enriched remnants. These effects depend on a functional hepatic apoE-LDLR clearance pathway as BAT activation in Apoe(-/-) and Ldlr(-/-) mice does not attenuate hypercholesterolaemia and atherosclerosis. We conclude that activation of BAT is a powerful therapeutic avenue to ameliorate hyperlipidaemia and protect from atherosclerosis.

Abstract Background Lipids, including phospholipids and bile acids, exert various signaling effects and are thought to contribute to the development of coronary artery disease (CAD). Here, we aimed to compare lipidomic and bile acid profiles in the blood of patients with and without CAD stratified by sex. Methods From 2015 to 2022, 3,012 patients who underwent coronary angiography were recruited in the INTERCATH cohort. From the overall cohort, subgroups were defined using patient characteristics such as CAD vs. no CAD, 1st vs. 3rd tertile of LDL-c, and female vs. male sex. Hereafter, a matching algorithm based on age, BMI, hypertension status, diabetes mellitus status, smoking status, the Mediterranean diet score, and the intake of statins, triglycerides, HDL-c and hs-CRP in a 1:1 ratio was implemented. Lipidomic analyses of stored blood samples using the Lipidyzer platform (SCIEX) and bile acid analysis using liquid chromatography with tandem mass spectrometry (LC‒MS/MS) were carried out. Results A total of 177 matched individuals were analyzed; the median ages were 73.5 years (25th and 75th percentile: 64.1, 78.2) and 71.9 years (65.7, 77.2) for females and males with CAD, respectively, and 67.6 years (58.3, 75.3) and 69.2 years (59.8, 76.8) for females and males without CAD, respectively. Further baseline characteristics, including cardiovascular risk factors, were balanced between the groups. Women with CAD had decreased levels of phosphatidylcholine and diacylglycerol, while no differences in bile acid profiles were detected in comparison to those of female patients without CAD. In contrast, in male patients with CAD, decreased concentrations of the secondary bile acid species glycolithocholic and lithocholic acid, as well as altered levels of specific lipids, were detected compared to those in males without CAD. Notably, male patients with low LDL-c and CAD had significantly greater concentrations of various phospholipid species, particularly plasmalogens, compared to those in high LDL-c subgroup. Conclusions We present hypothesis-generating data on sex-specific lipidomic patterns and bile acid profiles in CAD patients. The data suggest that altered lipid and bile acid composition might contribute to CAD development and/or progression, helping to understand the different disease trajectories of CAD in women and men. Registration https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04936438 , Unique identifier: NCT04936438.

Recombinant adeno-associated virus (rAAV) vectors are powerful tools for the sustained expression of proteins in vivo and have been successfully used for mechanistic studies in mice. A major challenge associated with this method is to obtain tissue specificity and high expression levels without need of local virus administration.

While adipocytes are critical pillars of energy metabolism, their dysfunction is linked to adipose tissue (AT) inflammation, insulin resistance, and ectopic lipotoxicity in cardiometabolic diseases. However, the mechanisms causing adipocyte inflammation and insulin resistance remain unclear. Here, we show that excess cholesterol induces adipocyte dysfunction, which is suppressed by the transcription factor Nfe2l1 (nuclear factor erythroid derived-2, like-1). Nfe2l1 is required to sustain proteasome function in adipocytes and proteotoxic stress induces adipocyte inflammation via the activation of Atf3. In humans, the Nfe2l1-proteasome pathway is inversely correlated to body mass index (BMI) in an adipose-depot specific manner. In mice, loss of adipocyte Nfe2l1 caused AT inflammation with a pronounced infiltration of macrophages and T cells. Mice lacking adipocyte Nfe2l1 displayed severe adipocyte dysfunction during diet-induced obesity (DIO), characterized by lower adipokine levels, steatosis, glucose intolerance and insulin resistance. Nfe2l1∆AT mice on an Apoe-deficient (Apoe KO) background fed a cholesterol-rich Western Diet (WD), developed a lipoatrophy-like syndrome, dyslipidemia, and enhanced atherosclerosis. Our results reveal an important role for proteasome-mediated proteostasis in adipocytes and indicate that Nfe2l1 is linked to metabolic health in humans and preclinical mouse models. Promoting proteostasis in adipocytes may thus alleviate inflammation in obesity, potentially averting adverse cardiometabolic outcomes.

Abstract While the effect of time-of-day (morning versus evening) on hormones, lipids and lipolysis has been studied in relation to meals and exercise, there are no studies that have investigated the effects of time-of-day on ice bath induced hormone and lipidome responses. In this crossover-designed study, a group of six women and six men, 26 ± 5 years old, 176 ± 7 cm tall, weighing 75 ± 10 kg, and a BMI of 23 ± 2 kg/m 2 had an ice bath (8–12 °C for 5 min) both in the morning and evening on separate days. Absence from intense physical exercise, nutrient intake and meal order was standardized in the 24 h prior the ice baths to account for confounders such as diet or exercise. We collected venous blood samples before and after (5 min and 30 min) the ice baths to measure hormones (noradrenaline, adrenaline, and cortisol) and lipid levels in plasma via liquid chromatography mass spectrometry shotgun lipidomics. We found that ice baths in the morning increase plasma fatty acids more than in the evening. Overall plasma lipid composition significantly differed in-between the morning and evening, and only in the morning ice bathing is accompanied by significantly increased plasma fatty acids from 5.1 ± 2.2% to 6.0 ± 2.4% ( P = 0.029) 5 min after and to 6.3 ± 3.1% ( P = 0.008) 30 min after. Noradrenaline was not affected by time-of-day and increased significantly immediately after the ice baths in the morning by 127 ± 2% (pre: 395 ± 158 pg/ml, post 5 min: 896 ± 562 pg/ml, P = 0.025) and in the evening by 144 ± 2% (pre: 385 ± 146 pg/ml, post 5 min: 937 ± 547 pg/ml, P = 0.015). Cortisol was generally higher in the morning than in the evening (pre: 179 ± 108 pg/ml versus 91 ± 59 pg/ml, P = 0.013; post 5 min: 222 ± 96 pg/ml versus 101 ± 52 pg/ml, P = 0.001; post 30 min: 190 ± 96 pg/ml versus 98 ± 54 pg/ml, P = 0.009). There was no difference in the hormonal and lipidome response to an ice bath between women and men. The main finding of the study was that noradrenaline, adrenaline, cortisol and plasma lipidome responses are similar after an ice bath in the morning and evening. However, ice baths in the morning increase plasma fatty acids more than in the evening.