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Articolo metodologico

Adipociti di topo differenziati in coltura primaria: un modello di insulino-resistenza

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DOI:

10.3791/63979

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17 febbraio 2023

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In questo articolo

Sommario

Questo protocollo descrive l'isolamento dei preadipociti di topo dal grasso sottocutaneo, la loro differenziazione in adipociti maturi e l'induzione della resistenza all'insulina. L'azione dell'insulina viene valutata mediante fosforilazione/attivazione dei membri della via di segnalazione dell'insulina attraverso il western blot. Questo metodo consente la determinazione diretta della resistenza/sensibilità all'insulina negli adipociti primari.

Abstract

La resistenza all'insulina è un effetto ridotto dell'insulina sulle sue cellule bersaglio, di solito derivato dalla diminuzione della segnalazione del recettore dell'insulina. La resistenza all'insulina contribuisce allo sviluppo del diabete di tipo 2 (T2D) e di altre malattie derivate dall'obesità ad alta prevalenza in tutto il mondo. Pertanto, comprendere i meccanismi alla base della resistenza all'insulina è di grande rilevanza. Diversi modelli sono stati utilizzati per studiare la resistenza all'insulina sia in vivo che in vitro; Gli adipociti primari rappresentano un'opzione interessante per studiare i meccanismi di insulino-resistenza e identificare le molecole che contrastano questa condizione e i bersagli molecolari dei farmaci insulino-sensibilizzanti. Qui, abbiamo stabilito un modello di insulino-resistenza utilizzando adipociti primari in coltura trattata con fattore di necrosi tumorale α (TNF-α).

Le cellule precursori degli adipociti (APC), isolate dal tessuto adiposo sottocutaneo sottocutaneo di topo digerito con collagenasi mediante tecnologia di separazione cellulare magnetica, sono differenziate in adipociti primari. La resistenza all'insulina viene quindi indotta dal trattamento con TNF-α, una citochina proinfiammatoria che riduce la fosforilazione/attivazione della tirosina dei membri della cascata di segnalazione dell'insulina. La diminuzione della fosforilazione del recettore dell'insulina (IR), del substrato del recettore dell'insulina (IRS-1) e della proteina chinasi B (AKT) è quantificata dal western blot. Questo metodo fornisce un ottimo strumento per studiare i meccanismi che mediano l'insulino-resistenza nel tessuto adiposo.

Introduzione

L'insulina è un ormone anabolizzante prodotto dalle cellule β delle isole pancreatiche e il regolatore chiave del metabolismo del glucosio e dei lipidi. Tra le sue numerose funzioni, l'insulina regola l'assorbimento del glucosio, la sintesi del glicogeno, la gluconeogenesi, la sintesi proteica, la lipogenesi e la lipolisi1. Il segnale molecolare iniziale dopo l'interazione dell'insulina con il suo recettore (IR) è l'attivazione dell'attività intrinseca della proteina chinasi tirosina di IR2, con conseguente autofosforilazione3 e successiva attivazione di una famiglia di proteine note come substrat....

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Protocollo

Tutti gli esperimenti sui roditori sono stati approvati dal Comitato di Bioetica dell'Istituto di Neurobiologia dell'UNAM, numero di protocollo 075.

1. Isolamento delle cellule precursori degli adipociti di topo

  1. Eutanasia di topi maschi C57BL/6 di 8-10 settimane (ad esempio, per inalazione di CO2 e successiva lussazione cervicale) (quattro animali per isolamento). Disinfettare i topi strofinando con etanolo al 70% e ottenere il tessuto adiposo subito dopo il sacrificio.
    NOTA: Dopo l'eutanasia dei roditori, isolare immediatamente il tessuto adiposo ed eseguire tutti i passaggi all'interno di una cappa....

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Risultati

Negli ultimi anni, l'aumento della prevalenza di obesità e T2D ha stimolato un'intensa ricerca dei meccanismi che mediano l'insulino-resistenza nel tessuto adiposo. Con il protocollo qui descritto, le APC possono essere differenziate in adipociti maturi per valutare la resistenza e la sensibilità all'insulina. Una volta che le APC raggiungono la confluenza, ci vogliono 10 giorni per completare la loro differenziazione in adipociti maturi e la loro induzione di insulino-resistenza mediata da TNF-α (Fi.......

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Discussione

Questo articolo fornisce un metodo per studiare la resistenza all'insulina che utilizza adipociti primari in coltura trattata con TNF-α. Questo modello ha il vantaggio che gli adipociti primari possono essere coltivati in condizioni definite per lunghi periodi di tempo con uno stretto controllo dei fattori ambientali cellulari26. La durata del test è di 15-20 giorni, anche se possono verificarsi variazioni nella percentuale di adipociti differenziati tra gli esperimenti. Gli adipociti primari hann.......

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Dichiarazioni

Gli autori non dichiarano conflitti di interesse.

Ringraziamenti

Ringraziamo Daniel Mondragón, Antonio Prado, Fernando López-Barrera, Martín García-Servín, Alejandra Castilla e María Antonieta Carbajo per la loro assistenza tecnica, e Jessica Gonzalez Norris per aver curato criticamente il manoscritto. Questo protocollo è stato sostenuto dal Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de México (CONACYT), Fondo Sectorial de Investigación para la Educación Grant 284771 (to Y.M.).

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
1. Isolamento delle cellule precursori degli adipociti di topo
LONZA10-548E
Microsfere anti-biotina Miltenyi130-090-485
Anti-CD31eBioscience13-0311-85
Separatore AutoMACS ProMiltenyi
Matrice della membrana basale (matrigel)Corning354234
bFGFSigmaF0291Fattore di crescita
BSAEquitech-Bio, Inc.BAC63-1000
CD45 Anticorpo monoclonale (30-F11) - BiotinaeBioscience13-0451-85
Collagenasi, Tipo 1Worthington BiochemLS004197
DesametasoneSigmaD1756
DMEMGIBCO12800017
DMEM a basso contenuto di glucosioGIBCO31600-034
EGFPeprotech315-09Fattore
di crescita FBSGIBCO26140-079
ITS mixSigmaI3146
Acido L-ascorbico 2-fosfatoSigmaA8960
LIFMilliporeESG1107Fattore di crescita
Acido linoleico-albuminaSigmaL9530
MCDB 201 medioSigmaM6770
NormocinInvivoGenant-nr-2
PDGF-BB Peprotech315-18Fattore di crescita
Penicilina-StreptomicinaBioWestL0022-100
Filtri di pre-separazione (70 µ m)Miltenyi130-095-823
Ratto purificato anti-topo CD16 / CD32 BD Pharmingen553142
Tripsina-EDTA GIBCO25300062
2. Differenziazione degli adipociti e induzione dell'insulino-resistenza
3-Isobutil-1-metilxantina [IBMX]SigmaI5879Cocktail di differenziazione
BMP4R& D Systems5020-BP-010Cocktail di differenziazione
DesametasoneSigmaD1756Cocktail di differenziazione
InsulinaSigmaI9278
RosiglitazoneCayman71742Cocktail di differenziazione
TNFαR& D Systems210-TA-005 
3. Valutazione della via di segnalazione dell'insulina mediante western blot
Anti-beta tubulina anticorpoAbcamab6046
Blu di bromofenoloBioRad161-0404Tampone Laemmli
EDTASigmaE5134Tampone RIPA
EGTASigmaE4378Tampone RIPA
SistemaFluorChem EProteinSimple
GlycerolSigmaG6279Tampone Laemmli
GlycineSigmaG7126Tampone di corsa e trasferimento
IgepalSigmaI3021Tampone RIPA
2- mercaptoetanoloSigmaM3148Tampone Laemmli
MetanoloJT Baker907007Tampone
di trasferimentoNaClJT Baker3624-05TBS-T
NaFSigma77F-0379tampone RIPA
NaOH JT Baker3722-19
Na4P2O7Sigma114F-0762Tampone RIPA
Na3VO4SigmaS6508Tampone RIPA
Membrana in nitrocellulosa BioRad1620112
Latte in polvere scrematoBioRad1706404Soluzione bloccante
Proteine prestate standard BioRad1610395
Cocktail di inibitori della proteasiSigmaP8340-5ML
Perossidasi AffiniPure Donkey Anti-Rabbit IgG (H+L) Jackson ImmunoResearch711-035-132
Recettore della fosfo-insulina &;  Segnalazione cellulare3024
Fosfo-Akt (Ser473) AnticorpoSegnalazione cellulare9271
Fosfo-IRS1 (Tyr608) anticorpoMillipore9432
SaccarosioJT Baker407205tampone RIPA
SDSBioRad1610302Tampone per il funzionamento e il laemmli
SuperSignal West Pico PLUS Substrato chemiluminescenteThermo Scientific34577
Tris-basePromegaH5135Tampone per il funzionamento, il trasferimento e il laemmli
Tris-HClJT Baker4103-02Tampone RIPA - TBS
Tween 20SigmaP1379TBS-T

Riferimenti

  1. Elmus, G. B. Insulin signaling and insulin resistance. Journal of Investigative Medicine. 61 (1), 11-14 (2013).
  2. Kasuga, M., Zick, Y., Blithe, D. L., Crettaz, M., Kahn, C. R. Insulin stimulates tyrosine phosphorylation of the insulin receptor in a cell-free system. ....

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Ristampe e permessi

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