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Chen H, Moriceau S, Joseph A, Mailliet F, Li S, Tolle V, Duriez P, Dardennes R, Durand S, Carbonnier V, Stoll G, Sauvat A, Lachkar S, Aprahamian F, Alves Costa Silva C, Pan H, Montégut L, Anagnostopoulos G, Lambertucci F, Motiño O, Nogueira-Recalde U, Bourgin M, Mao M, Pan Y, Cerone A, Boedec E, Gouveia ZL, Marmorino F, Cremolini C, Derosa L, Zitvogel L, Kepp O, López-OtÃn C, Maiuri MC, Perez F, Gorwood P, Ramoz N, Oury F, Martins I, Kroemer G. Acyl-CoA binding protein for the experimental treatment of anorexia. Sci Transl Med 2024; 16:eadl0715. [PMID: 39141698 DOI: 10.1126/scitranslmed.adl0715] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/27/2023] [Revised: 03/25/2024] [Accepted: 07/17/2024] [Indexed: 08/16/2024]
Abstract
Extracellular acyl-coenzyme A binding protein [ACBP encoded by diazepam binding inhibitor (DBI)] is a phylogenetically ancient appetite stimulator that is secreted in a nonconventional, autophagy-dependent fashion. Here, we show that low ACBP/DBI plasma concentrations are associated with poor prognosis in patients with anorexia nervosa, a frequent and often intractable eating disorder. In mice, anorexia induced by chronic restraint stress (CRS) is accompanied by a reduction in circulating ACBP/DBI concentrations. We engineered a chemical-genetic system for the secretion of ACBP/DBI through a biotin-activatable, autophagy-independent pathway. In transgenic mice expressing this system in hepatocytes, biotin-induced elevations in plasma ACBP/DBI concentrations prevented anorexia induced by CRS or chemotherapeutic agents including cisplatin, doxorubicin, and paclitaxel. ACBP/DBI reversed the CRS or cisplatin-induced increase in plasma lipocalin-2 concentrations and the hypothalamic activation of anorexigenic melanocortin 4 receptors, for which lipocalin-2 is an agonist. Daily intravenous injections of recombinant ACBP/DBI protein or subcutaneous implantation of osmotic pumps releasing recombinant ACBP/DBI mimicked the orexigenic effects of the chemical-genetic system. In conclusion, the supplementation of extracellular and peripheral ACBP/DBI might constitute a viable strategy for treating anorexia.
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Affiliation(s)
- Hui Chen
- Centre de Recherche des Cordeliers, Equipe labellisée par la Ligue contre le cancer, Inserm U1138, Université Paris Cité, Sorbonne Université, 75006 Paris, France
- Metabolomics and Cell Biology Platforms, Gustave Roussy Institut, 94805 Villejuif, France
- Faculté de Médecine, Université de Paris Saclay, Kremlin Bicêtre, 91400 Paris, France
| | - Stéphanie Moriceau
- Institut Imagine, Platform for Neurobehavioral and Metabolism, Structure Fédérative de Recherche Necker, 26 INSERM US24/CNRS UAR, 3633, 75015 Paris, France
| | - Adrien Joseph
- Centre de Recherche des Cordeliers, Equipe labellisée par la Ligue contre le cancer, Inserm U1138, Université Paris Cité, Sorbonne Université, 75006 Paris, France
- Service de Réanimation Médicale, Hôpital Saint-Louis, Assistance Publique Hôpitaux de Paris, 75010 Paris, France
| | - Francois Mailliet
- Université Paris Cité, INSERM UMR-S1151, CNRS UMR-S8253, Institut Necker Enfants Malades, Team 8, F-75015 Paris, France
| | - Sijing Li
- Centre de Recherche des Cordeliers, Equipe labellisée par la Ligue contre le cancer, Inserm U1138, Université Paris Cité, Sorbonne Université, 75006 Paris, France
- Metabolomics and Cell Biology Platforms, Gustave Roussy Institut, 94805 Villejuif, France
- Faculté de Médecine, Université de Paris Saclay, Kremlin Bicêtre, 91400 Paris, France
| | - Virginie Tolle
- Université de Paris Cité, Institute of Psychiatry and Neuroscience of Paris (IPNP), INSERM U1266, Genetic Vulnerability to Addictive and Psychiatric Disorders Team, 75015 Paris, France
| | - Philibert Duriez
- Université de Paris Cité, Institute of Psychiatry and Neuroscience of Paris (IPNP), INSERM U1266, Genetic Vulnerability to Addictive and Psychiatric Disorders Team, 75015 Paris, France
- Université Paris Cité and GHU Paris Psychiatrie et Neurosciences, CMME, Hôpital Sainte-Anne, 75014 Paris, France
| | - Roland Dardennes
- Université Paris Cité and GHU Paris Psychiatrie et Neurosciences, CMME, Hôpital Sainte-Anne, 75014 Paris, France
| | - Sylvère Durand
- Centre de Recherche des Cordeliers, Equipe labellisée par la Ligue contre le cancer, Inserm U1138, Université Paris Cité, Sorbonne Université, 75006 Paris, France
- Metabolomics and Cell Biology Platforms, Gustave Roussy Institut, 94805 Villejuif, France
| | - Vincent Carbonnier
- Centre de Recherche des Cordeliers, Equipe labellisée par la Ligue contre le cancer, Inserm U1138, Université Paris Cité, Sorbonne Université, 75006 Paris, France
- Metabolomics and Cell Biology Platforms, Gustave Roussy Institut, 94805 Villejuif, France
| | - Gautier Stoll
- Centre de Recherche des Cordeliers, Equipe labellisée par la Ligue contre le cancer, Inserm U1138, Université Paris Cité, Sorbonne Université, 75006 Paris, France
- Metabolomics and Cell Biology Platforms, Gustave Roussy Institut, 94805 Villejuif, France
| | - Allan Sauvat
- Centre de Recherche des Cordeliers, Equipe labellisée par la Ligue contre le cancer, Inserm U1138, Université Paris Cité, Sorbonne Université, 75006 Paris, France
- Metabolomics and Cell Biology Platforms, Gustave Roussy Institut, 94805 Villejuif, France
| | - Sylvie Lachkar
- Centre de Recherche des Cordeliers, Equipe labellisée par la Ligue contre le cancer, Inserm U1138, Université Paris Cité, Sorbonne Université, 75006 Paris, France
- Metabolomics and Cell Biology Platforms, Gustave Roussy Institut, 94805 Villejuif, France
| | - Fanny Aprahamian
- Centre de Recherche des Cordeliers, Equipe labellisée par la Ligue contre le cancer, Inserm U1138, Université Paris Cité, Sorbonne Université, 75006 Paris, France
- Metabolomics and Cell Biology Platforms, Gustave Roussy Institut, 94805 Villejuif, France
| | - Carolina Alves Costa Silva
- Gustave Roussy Cancer Campus, 94805 Villejuif Cedex, France
- Université Paris-Saclay, Faculté de Médecine, 94800 Le Kremlin-Bicêtre, France
- Institut National de la Santé Et de la Recherche Médicale (INSERM) U1015, Équipe Labellisée-Ligue Nationale contre le Cancer, 94805 Villejuif, France
| | - Hui Pan
- Centre de Recherche des Cordeliers, Equipe labellisée par la Ligue contre le cancer, Inserm U1138, Université Paris Cité, Sorbonne Université, 75006 Paris, France
- Metabolomics and Cell Biology Platforms, Gustave Roussy Institut, 94805 Villejuif, France
- Faculté de Médecine, Université de Paris Saclay, Kremlin Bicêtre, 91400 Paris, France
| | - Léa Montégut
- Centre de Recherche des Cordeliers, Equipe labellisée par la Ligue contre le cancer, Inserm U1138, Université Paris Cité, Sorbonne Université, 75006 Paris, France
- Metabolomics and Cell Biology Platforms, Gustave Roussy Institut, 94805 Villejuif, France
- Faculté de Médecine, Université de Paris Saclay, Kremlin Bicêtre, 91400 Paris, France
| | - Gerasimos Anagnostopoulos
- Centre de Recherche des Cordeliers, Equipe labellisée par la Ligue contre le cancer, Inserm U1138, Université Paris Cité, Sorbonne Université, 75006 Paris, France
- Metabolomics and Cell Biology Platforms, Gustave Roussy Institut, 94805 Villejuif, France
| | - Flavia Lambertucci
- Centre de Recherche des Cordeliers, Equipe labellisée par la Ligue contre le cancer, Inserm U1138, Université Paris Cité, Sorbonne Université, 75006 Paris, France
- Metabolomics and Cell Biology Platforms, Gustave Roussy Institut, 94805 Villejuif, France
| | - Omar Motiño
- Centre de Recherche des Cordeliers, Equipe labellisée par la Ligue contre le cancer, Inserm U1138, Université Paris Cité, Sorbonne Université, 75006 Paris, France
- Metabolomics and Cell Biology Platforms, Gustave Roussy Institut, 94805 Villejuif, France
| | - UxÃa Nogueira-Recalde
- Centre de Recherche des Cordeliers, Equipe labellisée par la Ligue contre le cancer, Inserm U1138, Université Paris Cité, Sorbonne Université, 75006 Paris, France
- Metabolomics and Cell Biology Platforms, Gustave Roussy Institut, 94805 Villejuif, France
- Rheumatology Research Group (GIR), Biomedical Research Institute of A Coruña (INIBIC), Professor Novoa Santos Foundation, 15006 A Coruña, Spain
| | - Mélanie Bourgin
- Centre de Recherche des Cordeliers, Equipe labellisée par la Ligue contre le cancer, Inserm U1138, Université Paris Cité, Sorbonne Université, 75006 Paris, France
- Metabolomics and Cell Biology Platforms, Gustave Roussy Institut, 94805 Villejuif, France
| | - Misha Mao
- Centre de Recherche des Cordeliers, Equipe labellisée par la Ligue contre le cancer, Inserm U1138, Université Paris Cité, Sorbonne Université, 75006 Paris, France
- Metabolomics and Cell Biology Platforms, Gustave Roussy Institut, 94805 Villejuif, France
- Faculté de Médecine, Université de Paris Saclay, Kremlin Bicêtre, 91400 Paris, France
- Department of Surgical Oncology, Sir Run Run Shaw Hospital, Zhejiang University, 310016 Hangzhou, Zhejiang, China
| | - Yuhong Pan
- Centre de Recherche des Cordeliers, Equipe labellisée par la Ligue contre le cancer, Inserm U1138, Université Paris Cité, Sorbonne Université, 75006 Paris, France
- Metabolomics and Cell Biology Platforms, Gustave Roussy Institut, 94805 Villejuif, France
- Faculté de Médecine, Université de Paris Saclay, Kremlin Bicêtre, 91400 Paris, France
| | - Alexandra Cerone
- Centre de Recherche des Cordeliers, Equipe labellisée par la Ligue contre le cancer, Inserm U1138, Université Paris Cité, Sorbonne Université, 75006 Paris, France
- Metabolomics and Cell Biology Platforms, Gustave Roussy Institut, 94805 Villejuif, France
| | - Erwan Boedec
- Université Paris Cité, Institute of Psychiatry and Neuroscience of Paris (IPNP), INSERM U1266, Biochemistry and Biophysics (B&B) Core Facility, 75014 Paris, France
| | - Zelia L Gouveia
- Cell Biology and Cancer Unit, Institut Curie, PSL Research University, CNRS, 75005 Paris, France
| | - Federica Marmorino
- Unit of Medical Oncology 2, Azienda Ospedaliero Universitaria Pisana, 56126 Pisa, Italy
- Department of Translational Research and New Technologies in Medicine and Surgery, University of Pisa, 56126 Pisa, Italy
| | - Chiara Cremolini
- Unit of Medical Oncology 2, Azienda Ospedaliero Universitaria Pisana, 56126 Pisa, Italy
- Department of Translational Research and New Technologies in Medicine and Surgery, University of Pisa, 56126 Pisa, Italy
| | - Lisa Derosa
- Gustave Roussy Cancer Campus, 94805 Villejuif Cedex, France
- Université Paris-Saclay, Faculté de Médecine, 94800 Le Kremlin-Bicêtre, France
- Institut National de la Santé Et de la Recherche Médicale (INSERM) U1015, Équipe Labellisée-Ligue Nationale contre le Cancer, 94805 Villejuif, France
| | - Laurence Zitvogel
- Gustave Roussy Cancer Campus, 94805 Villejuif Cedex, France
- Université Paris-Saclay, Faculté de Médecine, 94800 Le Kremlin-Bicêtre, France
- Institut National de la Santé Et de la Recherche Médicale (INSERM) U1015, Équipe Labellisée-Ligue Nationale contre le Cancer, 94805 Villejuif, France
| | - Oliver Kepp
- Centre de Recherche des Cordeliers, Equipe labellisée par la Ligue contre le cancer, Inserm U1138, Université Paris Cité, Sorbonne Université, 75006 Paris, France
- Metabolomics and Cell Biology Platforms, Gustave Roussy Institut, 94805 Villejuif, France
| | - Carlos López-OtÃn
- Centre de Recherche des Cordeliers, Equipe labellisée par la Ligue contre le cancer, Inserm U1138, Université Paris Cité, Sorbonne Université, 75006 Paris, France
- Facultad de Ciencias de la Vida y la Naturaleza, Universidad Nebrija, 28248 Madrid, Spain
- Departamento de BioquÃmica y BiologÃa Molecular, Instituto Universitario de OncologÃa (IUOPA), Universidad de Oviedo, 33006 Oviedo, Spain
| | - Maria Chiara Maiuri
- Centre de Recherche des Cordeliers, Equipe labellisée par la Ligue contre le cancer, Inserm U1138, Université Paris Cité, Sorbonne Université, 75006 Paris, France
- Metabolomics and Cell Biology Platforms, Gustave Roussy Institut, 94805 Villejuif, France
- Department of Molecular Medicine and Medical Biotechnologies, University of Naples Federico II, 80131 Naples, Italy
| | - Franck Perez
- Cell Biology and Cancer Unit, Institut Curie, PSL Research University, CNRS, 75005 Paris, France
| | - Philip Gorwood
- Université de Paris Cité, Institute of Psychiatry and Neuroscience of Paris (IPNP), INSERM U1266, Genetic Vulnerability to Addictive and Psychiatric Disorders Team, 75015 Paris, France
- Université Paris Cité and GHU Paris Psychiatrie et Neurosciences, CMME, Hôpital Sainte-Anne, 75014 Paris, France
| | - Nicolas Ramoz
- Université de Paris Cité, Institute of Psychiatry and Neuroscience of Paris (IPNP), INSERM U1266, Genetic Vulnerability to Addictive and Psychiatric Disorders Team, 75015 Paris, France
- Université Paris Cité and GHU Paris Psychiatrie et Neurosciences, CMME, Hôpital Sainte-Anne, 75014 Paris, France
| | - Franck Oury
- Université Paris Cité, INSERM UMR-S1151, CNRS UMR-S8253, Institut Necker Enfants Malades, Team 8, F-75015 Paris, France
| | - Isabelle Martins
- Centre de Recherche des Cordeliers, Equipe labellisée par la Ligue contre le cancer, Inserm U1138, Université Paris Cité, Sorbonne Université, 75006 Paris, France
- Metabolomics and Cell Biology Platforms, Gustave Roussy Institut, 94805 Villejuif, France
| | - Guido Kroemer
- Centre de Recherche des Cordeliers, Equipe labellisée par la Ligue contre le cancer, Inserm U1138, Université Paris Cité, Sorbonne Université, 75006 Paris, France
- Metabolomics and Cell Biology Platforms, Gustave Roussy Institut, 94805 Villejuif, France
- Institut du Cancer Paris CARPEM, Department of Biology, Hôpital Européen Georges Pompidou, AP-HP, 75015 Paris, France
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