Le rôle de la voie de mTOR dans la régulation centrale de la balance énergétique

Role of the mTOR pathway in the central regulation of energy balance

¹ Service Endocrinologie, Hôpital Haut Lévêque, CHU Bordeaux, 33600 Pessac, France
² INSERM, Neurocentre Magendie, Physiopathologie de la Plasticité Neuronale, U1215, 33000 Bordeaux, France
³ Université de Bordeaux, Neurocentre Magendie, Physiopathologie de la Plasticité Neuronale, U1215, 33000 Bordeaux, France

Auteur correspondant : Daniela Cota, daniela.cota@inserm.fr

Reçu : 27 Février 2016

Résumé

La voie de la kinase cible de la rapamycine chez les mammifères (mTOR) répond à différents signaux comme les nutriments et les hormones, et régule de nombreuses fonctions cellulaires fondamentales comme la synthèse de protéines et de lipides, mais aussi l’activité mitochondriale et l’organisation du cytosquelette. Au niveau cellulaire, mTOR forme deux types de complexes distincts : mTORC1 et mTORC2. Cette revue a pour but de résumer les différentes avancées récentes sur le rôle de ces deux complexes protéiques dans la régulation centrale de la balance énergétique. mTORC1 est particulièrement impliqué dans la régulation hypothalamique de la prise alimentaire et du poids corporel. Dans l’hypothalamus, l’activité de mTORC1 varie selon le type de stimulus et le type de neurone. Par contre, la fonction de mTORC2 dans la régulation centrale de la balance énergétique est moins connue. Une dérégulation de mTORC1 et de mTORC2 est décrite dans l’obésité et le diabète de type 2. Une meilleure connaissance des mécanismes moléculaires qui sont engagés par mTOR dans la régulation de la balance énergétique pourrait permettre d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour le traitement de ces pathologies métaboliques.

Abstract

The pathway of the mammalian (or mechanistic) target of rapamycin kinase (mTOR) responds to different signals such as nutrients and hormones and regulates many cellular functions as the synthesis of proteins and lipids, mitochondrial activity and the organization of the cytoskeleton. At the cellular level, mTOR forms two distinct complexes: mTORC1 and mTORC2. This review intends to summarize the various recent advances on the role of these two protein complexes in the central regulation of energy balance. mTORC1 activity modulates energy balance and metabolic responses by regulating the activity of neuronal populations, such as those located in the arcuate nucleus of the hypothalamus. Recent studies have shown that activity of the hypothalamic mTORC1 pathway varies according to cell and stimulus types, and that this signaling cascade regulates food intake and body weight in response to nutrients, such as leucine, and hormones like leptin, ghrelin and triiodothyronine. On the other hand, mTORC2 seems to be involved in the regulation of neuronal morphology and synaptic activity. However, its function in the central regulation of the energy balance is less known. Dysregulation of mTORC1 and mTORC2 is described in obesity and type 2 diabetes. Therefore, a better understanding of the molecular mechanisms involved in the regulation of energy balance by mTOR may lead to the identification of new therapeutic targets for the treatment of these metabolic pathologies.