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Les tissus adipeux blancs et bruns diffèrent par leur emplacement anatomique, leur origine cellulaire, leur fonction, leur morphologie et leur masse totale. Le tissu adipeux blanc (WAT) est le principal réservoir d’énergie physiologique du corps et stocke de grandes quantités de triacylglycérol (TAG) dans des cellules hautement spécialisées qui ont une seule gouttelette lipidique géante occupant la majeure partie de leur volume cellulaire1. La lipolyse TAG libère des acides gras libres, qui entrent dans la circulation systémique pour répondre aux besoins énergétiques pendant le jeûne ou d’autres états de bilan énergétique négatif. De plus, le WAT sécrète des protéines et des produits lipidiques, appelés respectivement adipokines et lipokines, qui ont des fonctions régulatrices métaboliques, immunitaires et reproductives, faisant ainsi du WAT le plus grand tissu endocrinien du corps2.
Le tissu adipeux brun (MTD) est un organe beaucoup plus petit dont la fonction physiologique principale est la thermogenèse sans frissons pour prévenir l’hypothermie. Chez les souris et les nouveau-nés, la MTD est un organe bien défini situé dans l’espace interscapulaire. Les humains adultes n’ont pas de BAT interscapulaire (iBAT) ; néanmoins, ils développent des amas de cellules brunes de type adipocytaire intégrées dans des dépôts qui comprennent autrement principalement du WAT. Ces adipocytes « brun en blanc » (brite) partagent des caractéristiques morphologiques et moléculaires avec les adipocytes iBAT classiques, mais ils ont une origine cellulaire différente 3,4.
Contrairement aux adipocytes blancs, les adipocytes bruns ont plusieurs petites gouttelettes lipidiques et des mitochondries abondantes5. La protéine de découplage 1 (UCP1, également connue sous le nom de thermogénine) est exprimée de manière unique par les adipocytes bruns et brites et médie la fuite de protons dans la membrane mitochondriale interne (IMM), découplant ainsi le transport d’électrons de la synthèse de l’ATP et générant de la chaleur. La thermogenèse non frissonnante dans la MTD est activée par la noradrénaline (NE), qui est libérée par les terminaisons sympathiques de la MTD en réponse à la stimulation par le froid6. L’NE se lie aux récepteurs bêta-adrénergiques (principalement bêta-3) à la surface des adipocytes bruns et déclenche une cascade de signalisation intracellulaire médiée par l’AMPc. Il en résulte une lipolyse TAG, la bêta-oxydation des acides gras mitochondriaux et une génération de chaleur lors de l’activation d’UCP13. La relation fonctionnelle étroite entre les gouttelettes lipidiques et les mitochondries dans les adipocytes bruns présente des parallèles structurels, tels que l’interaction entre ces organites dans des zones qui sont grandes et ont un contact physique très étroit 7,8.
iBAT a des vaisseaux sanguins abondants et des terminaisons sympathiques9. Ces structures, ainsi que les préadipocytes, les cellules immunitaires, les fibroblastes et les molécules de la matrice extracellulaire, composent la fraction vasculaire stromale adipeuse (SVF)10. De nombreux protocoles ont permis de générer des adipocytes matures à partir des préadipocytes 11,12,13,14,15 (tableau supplémentaire 1) ; Néanmoins, ils présentent des variations extrêmes dans le traitement des tissus et la composition des milieux de culture de différenciation. Le protocole décrit ici permet la différenciation efficace et reproductible des adipocytes bruns qui (1) expriment les facteurs de transcription adipogéniques clés PPARγ (PPARγ) et la protéine alpha de liaison à l’amplificateur (C/EBPα), (2) expriment les marqueurs adipocytaires matures périlipine1 (PLIN1) et le déterminant du cluster 36 (CD36), (3) accumulent des gouttelettes lipidiques abondantes, (4) ont une masse mitochondriale élevée et une grande abondance de complexes OXPHOS, (5) ont un potentiel thermogénique, tel que déterminé par des niveaux élevés d’UCP1, et (6) présentent des changements morphologiques mitochondriaux associés au phénotype des adipocytes bruns matures. Cette méthodologie est utilisée pour étudier les mécanismes moléculaires sous-jacents à la lipodystrophie généralisée 15,16,17.