הפרוטוקול המוצג נועד לפתח מודל תאי המדמה השמנת יתר אנושית. כדי להשיג זאת, תאי גזע שמקורם בשומן אנושיים מופרדים לשומנים שומנים, אשר משמנים לאחר מכן באמצעות תערובת של חומצות שומן נבחרות.
מאמר שיטה
הפרוטוקול המוצג נועד לפתח מודל תאי המדמה השמנת יתר אנושית. כדי להשיג זאת, תאי גזע שמקורם בשומן אנושיים מופרדים לשומנים שומנים, אשר משמנים לאחר מכן באמצעות תערובת של חומצות שומן נבחרות.
שינויים הקשורים להשמנה ברקמת השומן משנים פרופילי הפרשה מקומיים ומשפיעים על אינטראקציות עם תאים אחרים בסביבה, כולל תאי סרטן. האספקה המתמשכת של חומרים מזינים משנה את חילוף החומרים של תאי השומן, והופכת אותם לשמש כמאגר שומן. בדרך כלל, המחקר על מנגנוני השמנה נשען על מודלים בעלי חיים, שאינם מאפשרים ניתוח תהליכים מטבוליים ברמה התאית. לכן, יש צורך לפתח מודל מבחנתי אמין של השמנת יתר אנושית, שיכול לסייע בחקר שינויים בתפקוד השומנים השמנים לעומת מקביליהם רזים. עבודה זו מציגה פרוטוקול להבדלת אדיפוציטים אנושיים מקודמיהם (תאי גזע שמקורם בשומן) באמצעות תערובת של אינסולין, איזובוטיל-1-מתילקסנתין, דקסמתזון ואינדומטצין. בהמשך, שומנים מופרדים הוגדרו עם סט של חומצות שומן, כולל לינולאאט, פאלמיטאט ואולאט, כדי לקדם הצטברות שומן. כתוצאה מכך, הושג מודל חשוב המדמה את התאים ההיפרטרופיים בתנאי השמנה, שניתן להשתמש בו למחקרים נוספים.
השמנה נחשבת לגורם סיכון מרכזי למגוון רחב של מחלות, כגון הפרעות במערכת השרירים והשלד, מחלות לב וכלי דם, עמידות לאינסולין, תסמונת מטבולית, סוכרת וסוגים נבחרים של סרטן1. השמנה היא אחת הבעיות הבריאותיות הציבוריות הבולטות והפחות מוערכות, עם סיבות רב-יסודיות. בקצרה, השמנת יתר נגרמת מחוסר איזון בין קלוריות שנצרכות לנצרכים, מה שמוביל לשיפור אגירת השומן2. עודף הקלוריות מוביל להתרחבות פתולוגית ולתפקוד לקוי של רקמת השומן (AT), המרכיב המרכזי בשליטה של הגוף על הומאוסטזיס האנרגיטי.
שדיפוציטים הם המרכיב התאית העיקרי ב-AT3. הגורם העיקרי לצמיחת AT בתנאי השמנה הוא היפרטרופיה של התאים, כלומר העלייה בנפח השומן על ידי עלייה בכמות השומן המאוחסנת בציטופלזמה בצורת טיפות שומן (LDs). גם אם ההשמנה היא הפרעה פתולוגית מורכבת, מחקרים על התפקוד הביולוגי של שומניות יכולים לשמש מודל לניתוח הגורמים שלה ולחקר אסטרטגיות טיפול חדשות. דבר זה מדגיש את הצורך בהבנה מעמיקה יותר של המנגנונים המולקולריים שמניעים שינויים בתפקוד השומנים, כדי לפתח אסטרטגיות טיפוליות חדשות המיועדות למחלות הקשורות להשמנה.
המודלים של בעלי החיים הם הקרובים ביותר להשתקפות תנאים פיזיולוגיים, מה שהופך אותם לשימוש נרחב למחקרים in vivo של השמנת יתר5. עם זאת, הסקת מסקנות לגבי תהליכים ביולוגיים בסיסיים ברמה התאית נותרת אתגר רב במערכת רב-שכבתית כזו, המעדיפה שימוש במודלים של שומן חוץ-גופית . המחקר במבחנה מבוסס לרוב על מודל תאי העכבר 3T3-L1, אשר בתנאים מתאימים מקבל פנוטיפדמוי שומן 6. עם זאת, בשל מוצאו, מודל זה אינו יכול לשמש לניתוחים מורכבים יותר, כגון תנאי קו-קולטורציה עם תאים אנושיים, והתוצאות לא תמיד ניתנות לתרגום ישיר לשומנים אנושיים. מכל הסיבות הללו, נבדק מודל המדמה השמנת יתר בבני אדם, והשימוש בתאי גזע שמקורם בשומן אנושיים (ADSCs) עם ההבדלה שלהם נראית רציונלית. לכן, מודל זה מתאים ביותר לחקר היפרטרופיה של שדיפוציטים אנושיים במבחנה בשל מורכבותו הנמוכה. היא מאפשרת השוואת פרמטרים של סוג תרבית תא יחיד בתנאים שונים, דבר שאינו ניתן להשגה ב-vivo בשל נוכחות מספר סוגי תאים ברקמת השומן.
פרה-אדיפוציטים אנושיים ותאי גזע שמקורם בשומן המבודדים מ-AT הם הדוגמאות הנפוצות ביותר לחקר תפקוד לקוי של רקמה זו. תאים אלו, לאחר התמיינות, מהווים מודל אטרקטיבי לוויסות רמות LD בדיפוציטים על ידי השמנה נוספת. עם זאת, ישנם מעט יחסית מחקרים שבודקים היפרטרופיה בתאים אנושיים 7,8,9, ורובם משתמשים רק בסוג אחד של חומצת שומן (FA) כדי לגרום להצטברות LD.
פרוטוקול זה מציע להשלים את הדיפוציטים האנושיים בתערובת של FAs (פאלמיטט, אוליאט ולינולאט) כדי לחקות סביבות השמנת יתר. דבר זה מאפשר השגת כלי המבוסס על שומנים אנושיים עמוסים בשומנים אנושיים, שניתן להשוות ישירות לתאי שומן בקרה (נאיביים). מודל זה יכול לשמש לאחר מכן לחקר השינויים הפנוטיפיים והפונקציונליים בקרב שומנים תקינים והיפרטרופיים, או, במידת הצורך, ניסויים בתנאי קו-קולטורציה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
השתמש בטכניקות סטריליות לביצוע כל שלבי הפרוטוקול במכסה תרבית תאי זרימה למינרי. ראו טבלת חומרים לפרטים על כל החומרים והציוד. פרוטוקול ההתמיינות המתואר להלן מתאים לתאי גזע שמקורם בשומן אנושי ועשוי להיות שונה בין סוגי תאים אחרים ומקורם. החומרים והציוד בהם משתמשים מופיעים בטבלת החומרים.
1. הכנת ADSCs להבדלה
2. השראה של התמיינות אדיפוגנית
3. השמנת שומנים
4. כתמי טיפות שומן
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
השיטה המתוארת כאן מאפשרת התמיינות של ADSCs אנושיים לשומנים בוגרים, ואחריה הצטברות שומנים מוגברת, המדמה את התאים ההיפרטרופיים שנצפו במצבי השמנת יתר. מסלול הזמן של ההבדלה של ADSCs אנושיים מוצג באיור 1. ביום 0, כאשר התאים מגיעים ל-100% מפגש (איור 1A), ADSCs מציגים מורפולוגיה מוארכת דמוית ציר (spindle). בשלב זה, ניתן ליישם את פרוטוקול ההתמיינות באמצעות מעוררי אדיפוגני המכילים DM. לאחר 24 שעות, התאים עוברים שינויים מורפולוגיים, ותאים...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפרוטוקול הנוכחי הוא הליך דו-שלבי שניתן לשכפול להבדיל של ADSCs, ואחריו דגירה עם FAs להשגת מודל תאי המדמה השמנת יתר. השלב הקריטי שקובע את יעילותו הוא מספר המעברים של ADSCs לאחר בידודם. מעברים מרובים מובילים לירידה בפוטנציאל ההתמיינות של תאים אלו10.
במהלך התמיינת שומרי הדם, ADSCs מועברים מתאים מתחלקים לשומנים שנעצרים בצמיחה. עצירת גדילה בפרה-אדיפוציטים היא שלב מוקדם להשראה התמיינתית12. רק בתאים שעצרו גדילה, שניתן ל...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים כי אין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים ידועים או מערכות יחסים אישיות שיכולות להיראות כמשפיעות על העבודה המדוונת במאמר זה.
המאמר מומן על ידי המרכז הלאומי למדע, פולין, עם מענקים שהתקבלו על ידי דורוטה נובאק (OPUS 22, מס' 2021/43/B/NZ3/01458) ואלכסנדרה סימיצ'ייב (SONATA, 2020/39/D/NZ5/02330).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 3-איזובוטיל-1-מתילקסנתין (IBMX) | מרק | I5879 | |
| 0.25% טריפסין/0.05% EDTA pH 7.2 | IITD PAN, Wroc או, פולין | 20-500 | |
| לוח 96 בארות | תרמו | 130188 | |
| אנטיביוטיקה-תמיסה אנטי-מיקוטית | סיגמא-אלדריץ' | A5955 | |
| אלבומין סרום בקר (BSA) | סיגמא-אלדריץ' | A3294 | |
| מונה תאים | לא זמין | לא זמין | |
| צנטריפוגה | לא זמין | לא זמין | |
| דקסמתזון | סיגמא-אלדריץ' | D4902 | |
| ה-Modified Eagle Medium (DMEM) של Dulbecco | IITD PAN, Wroc או, פולין | 10-500 | מכיל 1 גרם לליטר גלוקוז |
| תערובת המזון F12 של Dulbecco Modified Eagle Medium: תערובת נוטריאנטים F12 | גיבקו | 11320-033 | |
| אתנול | צ'מפור | 113964200#1L | |
| סרום בקר עוברי (FBS) | גיבקו | A5256701 | |
| תאי גזע שמקורם בשומן של hADSC | לונזה | PT-5006 | |
| חממה | לא זמין | לא זמין | |
| אינדומתצין | סיגמא-אלדריץ' | I8280-5G | |
| אינסולין | סיגמא-אלדריץ' | I9278 | |
| מיקרוסקופ הפוך | לא זמין | לא זמין | |
| L-גלוטמין | סיגמא-אלדריץ' | 25030-024 | |
| מלח נתרן חומצה לינולאית | סיגמא-אלדריץ' | L8134 | |
| LipidSpot פלואורסצנטי | ביוטיום | 70065 | |
| סליין ממוגן בפוספט (PBS) | תרמו | 10010023 | |
| סודים אולאט | סיגמא-אלדריץ' | O7501 | |
| סודים פאלמיטטה | סיגמא-אלדריץ' | P9767 | |
| בקבוק תרבית תאים T75 | תרמו | 130190 | |
| כחול טרייפן | סיגמא-אלדריץ' | 95896HJ |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה