The role of GPR120 in diet induced obesity, mood dysregulation, and microglial function

L'obésité est un facteur de risque majeur pour le développement de maladies psychiatriques, telles que le trouble dépressif majeur et la schizophrénie. Une consommation excessive de graisses saturées est bien connue pour provoquer non seulement des troubles métaboliques, mais également des comportements anormaux chez les modèles animaux et les humains. Les acides gras saturés augmentent l'inflammation dans divers tissus. Plusieurs études ont démontré que l'activation de la microglie en tant qu'acteur central de la neuroinflammation joue un rôle crucial dans l'anxiété liée à l'inflammation et les comportements dépressifs dans les cas d'obésité. En outre, il existe de plus en plus de preuves démontrant l'effet bénéfique de la supplémentation en acides gras polyinsaturés n-3 (AGPI n-3) sur les comportements cognitifs, anxieux et dépressifs. Nous avons précédemment montré que la supplémentation en AGPI n-3 via l'administration d'huile de poisson (FO) a des effets anxiolytiques sur les souris rendues obèses par une diète riche en gras saturés (SHFD). De plus, l'activation du récepteur couplé aux protéines G 120 (GPR120), un récepteur des AGPI n-3, dans le cerveau, attenue l'anxiété et les comportements dépressifs induits par la SHFD. Cependant, les mécanismes par lesquels GPR120 régule les changements induits par la SHFD dans les comportements liés à l'humeur ne sont toujours pas compris. Dans la présente étude, nous avons étudié le rôle du GPR120 dans les troubles anxieux et dépressifs reliés à la neuroinflammation. Parmi plusieurs types de cellules neurales, la microglie exprime fortement GPR120. Un agoniste de GPR120 (Compound A; CpdA) réduit la production et la libération de cytokines inflammatoires (IL-1B, IL-6, MCP1 et TNF-α) induites par les lipopolysaccharides (LPS) dans la microglie en culture. D'autre part, l'administration centrale de CpdA par injection intracérébroventriculaire (ICV) améliore le comportement anxieux et de malaise suite à l’injection de LPS systémique in vivo. De plus, l'acide eicosapentaénoique (EPA) et l'acide docosahexaénoique (DHA) sont des AGPI n-3 et des agonistes naturels du GPR120. L'EPA et le DHA suppriment l'inflammation dans un modèle de culture de microglies primaires, telle qu'évaluée par l'expression et la sécrétion de cytokines. Ces résultats suggèrent que l'activation du GPR120 contribue à l'amélioration de l'anxiété et des comportements de type dépressif liés à l'inflammation grâce à la régulation de la microglie. Obesity is a major risk factor for the development of psychiatric diseases, such as major depressive disorder and anxiety. Excess intake of saturated fat is well known to cause not only metabolic diseases, but also abnormal behavior in humans and animal models. Saturated fatty acids enhance peripheral and central inflammation. Several studies have demonstrated that microglia activation as a central player in neuroinflammation plays a crucial role in inflammation-related anxiety and depressive-like behaviors in the case of obesity. Also, there is increasing evidence to demonstrate the beneficial effect of n-3 PUFAs supplementation on cognitive, anxiety and depressive-like behaviors. Previously, we reported that the n-3 PUFAs supplementation by the administration of fish oil (FO) has demonstrated anxiolytic effects on saturated high fat diet (SHFD)-induced obese mice and that, the activation of G-protein coupled receptor 120 (GPR120), a lipid sensor for n-3 poly-unsaturated fatty acids (n-3 PUFAs), in the brain rescued SHFD-induced anxiety and depressive-like behaviors. However, it is still unclear how GPR120 regulates SHFD-induced changes in mood-related behaviors. In the present study, we focused on the role of GPR120 on neuroinflammation in inflammation-related anxiety and depressive-like behaviors. Amongst the several types of brain cells, microglia demonstrated a high expression of GPR120. Compound A (CpdA), a selective agonist of GPR120, reduced lipopolysaccharide (LPS)-induced inflammatory cytokine (IL-1B, IL-6, MCP1, and TNF-a) expression and release in cultured microglia. Additionally, central administration of cpdA via intracerebroventricular (ICV) injection ameliorated neuroinflammation and systemic LPS injection-induced anxiety-like and sickness behavior in vivo. Furthermore, n-3 PUFAs eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA) as natural agonists of GPR120 suppressed inflammation in primary cultured microglia as assessed by cytokine expression. These results suggest that GPR120 activation contributes to the amelioration of inflammation-related anxiety and depressive-like behaviors through the regulation of microglia.

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