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Fettleibigkeit resultiert aus einem chronischen Ungleichgewicht zwischen Energieaufnahme und Energieverbrauch. Wenn sich Fettleibigkeit entwickelt, durchlaufen weiße Adipozyten eine massive Expansion der Zellgröße, die zu Hypoxie in der Mikroumgebung, Zelltod, Entzündung und Insulinresistenzführt 1. Dysfunktionale, hypertrophierte Adipozyten können überschüssige Lipide nicht richtig speichern, die sich stattdessen in anderen Geweben ansammeln, wo sie die Insulinwirkung2,3dämpfen. Es wird vorhergesagt, dass Mittel, die die Funktion der Adipozyten verbessern und die normale Lipidaufteilung zwischen den Geweben wiederherstellen, für die Behandlung von Adipositas-assoziierten Erkrankungen, die durch Insulinresistenz gekennzeichnet sind, wie Typ-2-Diabetes, von Vorteil sind. Phänotypische Screens in Adipozyten mit immortalisierten Zelllinien wie 3T3-L1, F442A und 10T 1/2 haben sich als nützlich erwiesen, um genetische Faktoren zu identifizieren, die die Adipogenese regulieren, und um pro-adipogene Moleküle mit antidiabetischen Eigenschaften zu isolieren4,5,6,7. Diese Zelllinien spiegeln jedoch nicht vollständig die Heterogenität der Zelltypen wider, die in Fettdepots vorhanden sind, zu denen weiße, braune, beige und andere Adipozytensubtypen mit einzigartigen Eigenschaften gehören, die alle zur systemischen Homöostase beitragen8,9,10. Darüber hinaus zeigen kultivierte Zelllinien oft eine verminderte Reaktion auf äußere Reize.
Im Gegensatz dazu rekapitulieren Kulturen primärer Adipozyten die Komplexität der In-vivo-Adipogenese genauer, und primäre Adipozyten zeigen robuste funktionelle Reaktionen. Primäre Präadipozyten werden typischerweise aus der stromalen vaskulären Fraktion der Fettdepots erwachsener Mäuse isoliert11,12,13,14. Da die Fettdepots erwachsener Tiere jedoch hauptsächlich aus voll ausgereiften Adipozyten bestehen, die eine sehr langsame Fluktuationsrate15,16,17aufweisen, ergibt dieser Ansatz eine begrenzte Menge an Präadipozyten mit einer niedrigen Proliferationsrate. Daher ist die Isolierung von Präadipozyten von neugeborenen Mäusen vorzuziehen, um große Mengen schnell wachsender Zellen zu erhalten, die in vitro differenziert werden können. Hier wurde ein Protokoll beschrieben, inspiriert von den ersten Arbeiten mit primären braunen Adipozyten von Kahn et al.18, um sowohl weiße als auch braune Präadipozyten effizient zu isolieren, die in vitro zu voll funktionsfähigen primären Adipozyten expandiert und differenziert werden können (Abbildung 1A). Der Vorteil der Isolierung von Primärzellen von Neugeborenen im Gegensatz zu erwachsenen Mäusen besteht darin, dass die Fettdepots schnell wachsen und somit eine reiche Quelle für aktiv proliferierende Präadipozyten sind17. Zellen, die mit diesem Protokoll isoliert wurden, haben eine hohe Proliferativkapazität, was ein schnelles Scale-up von Kulturen ermöglicht. Darüber hinaus weisen Präadipozyten von neugeborenen Welpen ein höheres Differenzierungspotenzial auf als erwachsene Vorläufer, was die Well-to-Well-Variabilität im Differenzierungsumfang reduziert und damit die Reproduzierbarkeit erhöht.