Method Article

استكشاف وظائف الأنسجة الدهنية

DOI:

10.3791/64957

⸱

March 3rd, 2023

 , 
1Team Cellular and Molecular Pathophysiology of Obesity and Diabetes, C3M, Université Côte d'Azur, Inserm

In This Article

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

المقالات التي تمت مناقشتها: < p class = "jove_content" >Cho، D.S.، Doles، J.D. تحضير الخلايا السلفية الدهنية من الأنسجة الدهنية البربخية للفأر. مجلة التجارب المتصورة. (162) ، دوي: 10.3791 / 61694 (2020).

Peics، J. et al. عزل مجموعات الخلايا اللحمية الشحمية والالتهابات الليفية من مستودعات الدهون داخل البطن في الفئران. مجلة التجارب المتصورة. (162) ، DOI: 10.3791 / 61610 (2020).

Estrada-Gutierrez ، G. et al. عزل الخلايا الشحمية القابلة للحياة وجزء الأوعية الدموية اللحمية من الأنسجة الدهنية الحشوية البشرية المناسبة لتحليل الحمض النووي الريبي والتنميط الظاهري للبلاعم. مجلة التجارب المتصورة. (164) ، DOI: 10.3791 / 61884 (2020).

Gilleron، J. et al. استكشاف بنية الأنسجة الدهنية عن طريق إزالة ميثيل ساليسيلات والتصوير ثلاثي الأبعاد. مجلة التجارب المتصورة. (162) ، DOI: 10.3791 / 61640 (2020).

Czepielewski، R. S. et al. تحليل شبكة اللمفاوية والدم أثناء السمنة. مجلة التجارب المتصورة. (165) ، DOI: 10.3791 / 61814 (2020). < p class = "jove_content" >Jager ، J. ، Gaudfrin ، M. ، Gilleron ، J. ، Cormont ، M. ، Tanti ، J. F. نموذج لزراعة الخلايا الشحمية لدراسة تأثير تعديل البروتين والحمض النووي الريبي الصغير على وظيفة الخلايا الشحمية. مجلة التجارب المتصورة. (171) ، doi: 10.3791 / 61925 (2021). < p class = "jove_content" > Poret، J. M.، Molina، P. E.، Simon، L. عزل وانتشار وتمايز الخلايا الجذعية المشتقة من دهون المكاك الريسوس. مجلة التجارب المتصورة. (171) ، DOI: 10.3791 / 61732 (2021). < p class = "jove_content" >باتيستا جونيور ، إم إل ، مشولام ، ت. ، ديسفين ، ك. ، رابهي ، ن. ، فارمر ، إس آر ثقافة الخلايا الشحمية ثلاثية الأبعاد كنموذج لدراسة إعادة تشكيل الأنسجة الدهنية البيضاء الناجمة عن الدنف. مجلة التجارب المتصورة. (167) ، DOI: 10.3791 / 61853 (2021).

أكبر ، إن ، ، كيه إي ، باجيت ، دي ، تشودري ، آر بي عزل وتوصيف الحويصلات خارج الخلية المشتقة من الخلايا الشحمية البشرية باستخدام الترشيح والطرد المركزي الفائق. مجلة التجارب المتصورة. (170) ، DOI: 10.3791 / 61979 (2021).

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تتميز السمنة بزيادة كتلة الأنسجة الدهنية (AT) وإعادة تشكيل الخلايا المناعية المضادة للالتهابات ، وقد نشأت كمشكلة صحية عامة رئيسية في جميع أنحاء العالم لأنها تزيد بشكل كبير من خطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية ومرض السكري من النوع 2 وأمراض الكبد. ومن ثم ، أصبح استكشاف هيكل ووظيفة AT تحديا سريريا مهما. في مجموعة الأساليب هذه ، نقدم العديد من الطرق الحديثة التي تم تطويرها للتحقيق في بنية ووظيفة AT في ظل الظروف الفسيولوجية والمرضية.

AT عبارة عن نسيج غير متجانس يتكون من عدة مجموعات خلايا بما في ذلك الخلايا الشحمية الناضجة والخلايا السلفية الدهنية (APCs) والأسلاف الالتهابية الليفية (FIPs) والخلايا البطانية والخلايا المناعية. لذلك ، من أجل توصيف هذا النسيج ، يمكن إجراء التنميط الظاهري لخلية واحدة. في مقالاتهم ، Cho et al. و Peics et al. يقدم بروتوكولات لعزل وتوصيف ناقلات الجنود المدرعة المقيمة في AT البيضاء عن طريق فرز الخلايا المنشطة بالتألون (FACS) 1،2. هذه الخطوة محورية ليس فقط في حساب عدد ناقلات الجنود المدرعة المقيمة ، وهو عامل مهم في تحديد قدرة توسع AT ، ولكن أيضا في مزيد من استكشاف وظيفة هذه الخلايا على مستوى الخلية الواحدة. Peics et al. يوفر أيضا طريقة لعزل FIPs2 المقيمة في AT بيضاء الفأر ، وهي خلايا منتجة للكولاجين غير شحمية قد تساهم في تطوير نمط ظاهري مؤيد للالتهابات معروف بأنه يلعب دورا في الخلل الوظيفي في AT. وبالمثل ، Estrada-Gutierrez et al. يصف بروتوكولا لعزل الخلايا الشحمية الناضجة القابلة للحياة وخلايا الكسر الوعائي اللحمية في وقت واحد من خزعات AT الحشوية البشرية3. إجمالا ، هذه البروتوكولات هي المعيار الذهبي لتوليد تعليق خلية واحدة من AT البشري والفأر ، وهي الخطوة الحاسمة الأولى لمزيد من العد والنمط الظاهري وظيفيا للمجموعات الفرعية المختلفة لخلايا AT.

العلاقة بين الهيكل والوظيفة ذات صلة كبيرة في AT. السمة المميزة للخلل الوظيفي في أثناء السمنة ترتبط بزيادة حجم الخلايا الشحمية وإعادة عرض عميقة من AT. لا تؤثر إعادة التشكيل هذه على الخلايا الشحمية والخلايا المناعية فحسب ، بل تؤثر أيضا على شبكة الأوعية اللمفاوية والأوعية الدموية. لتقدير هذه التعديلات في AT بأكمله ، Gilleron et al. تطوير بروتوكول مقاصة AT بسيط للغاية وغير مكلف وسريع4. يصور هذا البروتوكول المباشر ثلاثي الأبعاد مورفولوجيا AT للفأر الكامل وخزعات AT البشرية الكبيرة. وهذا يشمل الشبكات العصبية والأوعية الدموية ، والخلايا الشحمية ، وتوزيع الخلايا المناعية الفطرية والتكيفية ، وكلها معايير مهمة للدراسة في السمنة والأمراض المرتبطة بها. لتوصيف تأثير السمنة على الأوعية اللمفاوية والدموية اللمفاوية المضغوطة ، Czepielewski et al. يوفر طريقة في الجسم الحي لتلطيخ التشجير اللمفاوي والأوعية الدموية في وقت واحد عن طريق حقن الليكتين المترافق بالفلوروكروم5. يوفر هذا البروتوكول طريقة لتحليل التشكل في الجسم الحي لكلتا الشبكتين ، بما في ذلك كثافتهما وحجمهما وتفرعهما. ومن المثير للاهتمام ، أن الجمع بين استراتيجية وضع العلامات هذه وإجراء المقاصة AT4 يسمح بتعيين عالي الدقة ل AT للماوس بالكامل في ثلاثي الأبعاد (3D) 5. إجمالا ، يمكن لهذه الأساليب أن تميز بنية AT في ظل الظروف الفسيولوجية والفيزيولوجية المرضية ، واكتساب نظرة ثاقبة للعلاقة بين بنية AT والوظيفة.

نظرا لعدم تجانسها العالي وقدرتها الهائلة على إعادة التشكيل ، فإن تحليل وظيفة الخلايا الشحمية داخل AT في الجسم الحي ليس بالأمر السهل ، وبالتالي تم تطوير العديد من أنظمة الاستزراع. الميزة الرئيسية لجميع أنظمة زراعة الخلايا هذه هي المستوى العالي من التحكم في مجموعات الخلايا والبيئة الدقيقة. Jager et al. تطوير بروتوكول بسيط لمعالجة تعبير الحمض النووي الريبي في 3T3-L1 الخلايا الشحمية الناضجة المتمايزة6. على الرغم من أن نظام الاستزراع هذا بعيد كل البعد عن الظروف الفسيولوجية المثالية ، إلا أن الخلايا الشحمية 3T3-L1 تظل تعمل فيما يتعلق بإشارات الأنسولين ، وامتصاص الجلوكوز ، وتكوين الدهون ، وتحلل الدهون. لذلك ، يوفر هذا البروتوكول أداة قوية لمعالجة تعبير البروتين والحمض النووي الريبي غير المشفر ودراسة دورها في وظائف الخلايا الشحمية. للاقتراب من الظروف الفسيولوجية المثالية ، Poret et al. يصف طريقة لتوليد الخلايا الشحمية الناضجة الوظيفية باستخدام الخلايا الجذعية المشتقة من الدهون (ADSCs) التي تم الحصول عليها من المكاك الريسوس AT7. يشرح هذا البروتوكول كيفية عزل ADSCs الأولية وكيفية تحفيز تكاثرها وتمايزها. يقترح المؤلفون كذلك أن هذا الإجراء يمكن تكييفه مع الأنواع الأخرى. على الرغم من أن نظام الاستزراع هذا أقرب إلى الظروف الفسيولوجية المثالية مقارنة بخط الخلايا 3T3-L1 ، إلا أن الخلايا الشحمية الناضجة المشتقة من ADSCs الأولية تزرع في 2D ، وهو ما يختلف عن الجسم الحي. للتعامل مع هذه المشكلة ، يقدم باتيستا جونيور وآخرون بروتوكولا فعالا لنظام زراعة الأنسجة ثلاثي الأبعاد8. في هذا العمل ، يولد المؤلفون أديبوسفيرويدات من خلايا الكسر الوعائي اللحمي للفأر ، ويفرقون سلائف الخلايا الشحمية مباشرة داخل نظام الثقافة ثلاثي الأبعاد هذا. هذا النهج أقرب بشكل لا رجعة فيه إلى الظروف الفسيولوجية المثالية من طريقة الزراعة ثنائية الأبعاد ، ولكن يجب أن يؤخذ في الاعتبار نقص الأوعية التي قد تجلب العناصر الغذائية إلى الخلايا الشحمية في وسط الكرويات. قد يؤدي تعديل البروتين وتعبير الحمض النووي الريبي غير المشفر ، كما هو موضح6 ، داخل أنظمة الاستزراع هذه إلى مزيد من التبصر حول الدور الوظيفي لهذه الأهداف في الخلايا الشحمية الأكثر صلة من الناحية الفسيولوجية. ومع ذلك، لا يزال يتعين إنشاء مثل هذا النظام المعقد. الاهتمام الرئيسي لأنظمة الزراعة خارج الجسم الحي / في المختبر هو المستوى العالي من التحكم في البيئة الدقيقة ، والتي تشمل أيضا العوامل التي تفرزها الخلايا. في هذا الصدد ، فإن البروتوكول الصادر عن أكبر وآخرون يعزل ويميز الحويصلات خارج الخلية (EVs) التي تفرزها الخلايا الشحمية البشرية9. في الآونة الأخيرة ، وجد أن المركبات الكهربائية هي منظمات أيضية مهمة. هذه الطريقة إلزامية لتحليل التأثير الأيضي لهذه المركبات الكهربائية المشتقة من الخلايا الشحمية في ظل حالات التمثيل الغذائي المختلفة.

في مجموعة الأساليب الحالية ، نقدم لمحة عامة عن أحدث البروتوكولات التي تغطي العديد من جوانب تحليل AT ، بما في ذلك أنظمة الزراعة خارج الجسم الحي وفي المختبر ، واستكشاف الأنسجة الكاملة ثلاثية الأبعاد ، وتحليل الخلية الواحدة. على الرغم من عدم وجود نظام استزراع مثالي ، فمن المهم اختيار نظام الاستزراع الذي يتكيف مع المسألة البيولوجية. لذلك ، توفر مجموعة الأساليب هذه مجموعة أدوات كبيرة من الإجراءات لعزل الخلايا الشحمية وتمييزها ومعالجتها في المختبر. سيؤدي الجمع بين جميع الطرق المختلفة الموضحة هنا إلى نظرة ثاقبة لمورفولوجيا ووظيفة AT.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

المؤلفون ممتنون لجان فرانسوا تانتي وميراي كورمونت لدعمهم العلمي ومدخلاتهم. تم دعم هذا العمل من قبل INSERM ، جامعة كوت دازور ، ومنح من الوكالة الوطنية الفرنسية للبحوث (ANR) من خلال الاستثمارات من أجل المستقبل Labex SIGNALIFE (ANR-11-LABX-0028-01) ، وبرنامج UCA JEDI (ANR-15-IDEX-01) ، وبرنامج الباحث الشاب إلى JG (ANR18-CE14-0035-01-GILLERON) و J.J. (ANR-20-CE14-0010-01).

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Cho, D. S., Doles, J. D. Preparation of adipose progenitor cells from mouse epididymal adipose tissues. Journal of Visualized Experiments. (162), e61694(2020).
  2. Peics, J., et al. Isolation of adipogenic and fibro-inflammatory stromal cell subpopulations from murine intra-abdominal adipose depots. Journal of Visualized Experiments. (162), e61610(2020).
  3. Estrada-Gutierrez, G., et al. Isolation of viable adipocytes and stromal vascular fraction from human visceral adipose tissue suitable for RNA analysis and macrophage phenotyping. Journal of Visualized Experiments. (164), e61884(2020).
  4. Gilleron, J., et al. Exploring adipose tissue structure by methylsalicylate clearing and 3D imaging. Journal of Visualized Experiments. (162), e61640(2020).
  5. Czepielewski, R. S., et al. Lymphatic and blood network analysis during obesity. Journal of Visualized Experiments. (165), e61814(2020).
  6. Jager, J., Gaudfrin, M., Gilleron, J., Cormont, M., Tanti, J. F. An adipocyte cell culture model to study the impact of protein and micro-RNA modulation on adipocyte function. Journal of Visualized Experiments. (171), e61925(2021).
  7. Poret, J. M., Molina, P. E., Simon, L. Isolation, proliferation and differentiation of rhesus macaque adipose-derived stem cells. Journal of Visualized Experiments. (171), e61732(2021).
  8. Batista, M. L., Meshulam, T., Desevin, K., Rabhi, N., Farmer, S. R. Three-dimensional adipocyte culture as a model to study cachexia-induced white adipose tissue remodeling. Journal of Visualized Experiments. (167), e61853(2021).
  9. Akbar, N., Pinnick, K. E., Paget, D., Choudhury, R. P. Isolation and characterization of human adipocyte-derived extracellular vesicles using filtration and ultracentrifugation. Journal of Visualized Experiments. (170), e61979(2021).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Adipose TissueAdipose Progenitor CellsMurine Adipose DepotsViable AdipocytesStromal Vascular FractionObesity AnalysisAdipocyte FunctionExtracellular VesiclesAdipocyte Culture ModelRNA AnalysisMacrophage Phenotyping3D Imaging

Related Articles