Vetweefsel speelt een centrale rol bij het handhaven van de homeostase van het hele lichaam door energieopslag, endocriene signalering en adaptieve thermogenese te reguleren, terwijl het intensief interageert met zowel lokale als verre organen 1,2,3. Twee hoofdtypen vetweefsel kunnen worden onderscheiden: het witte vetweefsel (WAT) en het bruine vetweefsel (BAT), die sterk verschillen in cellulaire lijn, fysiologische functie, anatomische verdeling en metabole activiteit4.
WAT vormt het primaire energiereservoir van het organisme. Witte adipocyten zijn sterk gespecialiseerd in lipidenopslag en worden gekenmerkt door de aanwezigheid van één grote lipidedruppel (LD) die het grootste deel van de cytoplasmatische ruimteinneemt. Daarentegen is BAT gespecialiseerd in niet-rillende thermogenese. Bruine adipocyten bevatten meerdere kleine LD's en vertonen een hoge mitochondriale dichtheid 3,6. De thermogene capaciteit van BAT is afhankelijk van Uncoupling Protein 1 (UCP1), een binnenste mitochondriale membraaneiwit dat protonlekkage over het membraan7 mogelijk maakt. Door oxidatieve fosforylering los te koppelen van ATP-synthese, dissipeert UCP1 de protongradiënt als warmte, waardoor het bijdraagt aan het behoud van lichaamstemperatuur8. Gezien hun diverse rollen hebben WAT en BAT aanzienlijke belangstelling getrokken, niet alleen als belangrijke regulatoren en potentiële therapeutische doelwitten bij metabole ziekten, maar ook in ontwikkelings- en evolutionaire biologie, immunologie en veroudering, vanwege hun complexe en verstrekkende systemische interacties 9,10. Steeds meer bewijs wijst er ook op dat de foetale metabole programmering nauw samenhangt met de ontwikkeling van vetweefsel, aangezien verstoringen in de intra-uteriene omgeving het aantal, de verspreiding en de functie van adipocyten kunnen beïnvloeden, waardoor mensen later in het leven vatbaar zijn voor obesitas en metabole ziekten11.
Om de biologie van vetweefsel te onderzoeken, is de beschikbaarheid van volwassen adipocyten essentieel. In vitrokweeksystemen bieden een gecontroleerde omgeving die specifieke factoren die adipogenese en adipocytfunctie beïnvloeden kan beoordelen. Er zijn verschillende protocollen opgesteld voor de isolatie en differentiatie van adipocyten van volwassen muizen of neonatale jongen 12,13,14,15. Deze adipocytenvoorlopers kunnen echter verschillen van de oorspronkelijke celpopulaties die tijdens de ontwikkeling aanleiding geven tot vetweefsel. Bij muizen zijn BAT-depots de eerste die zich ontwikkelen tijdens embryogenese, waardoor neonaten een niet-rillende thermogene capaciteit krijgen die cruciaal is voor postnatale kou-adaptatie. Depots van bruine adipocyten kunnen al vanaf embryonale dag 14.5 in het interscapulaire gebied worden aangetroffen (E14.5)16. LD's beginnen zich te vormen bij E15,5, en de expressie van UCP1 wordt gestart rond E16,5. In het muisembryo zijn preadipocyten van de inguinale WAT (iWAT) ook al aanwezig in dit stadium16.
Het hier beschreven protocol richt zich op preadipocyten die geïsoleerd zijn bij E15.5. Deze fase komt overeen met de embryonale periode waarin progenitorcellen differentiatie in vivo16 initiëren, en daarmee de primaire progenitoren vertegenwoordigen die aanleiding geven tot WAT en BAT. Daarentegen kunnen adipogene voorouders die geïsoleerd zijn in volwassen of neonatale stadia al beïnvloed zijn door omgevingsfactoren en waarschijnlijk een meer beperkte plasticiteit vertonen. Daarom verbetert het gebruik van embryonale voorlopers bij E15.5 het vermogen om het in vivo adipogene programma getrouw te reconstrueren, aangezien deze cellen een hoge mate van ontwikkelingsplasticiteit behouden en meer geneigd zijn fysiologische differentiatietrajecten te volgen. Deze benadering is van bijzonder belang voor ontwikkelingsbiologische vragen, met name voor het onderzoeken van de effecten van omgevingsfactoren op preadipocytdifferentiatie tijdens de perinatale periode, en biedt een waardevol model om te bestuderen hoe vroege levensblootstellingen de ontwikkeling van vetweefsel en langetermijnmetabole uitkomsten kunnen beïnvloeden. Gebruikers moeten echter voorzichtig zijn met deze stadiumspecificiteit: de methode is geoptimaliseerd voor E15.5-embryo's, en afwijkingen in embryonale leeftijd of dissectieprecisie kunnen invloed hebben op de celopbrengst of levensvatbaarheid. Daarnaast vereist de microdissectietechniek oefening om besmetting met niet-vetweefsel te voorkomen, vooral gezien de kleine omvang van embryonale depots. Dit protocol vat alle stappen en procedures samen voor het isoleren, kweken, amplifizeren en differentiëren van embryonale preadipocyten tot volwassen bruine en witte adipocyten.