Otyłość jest zaburzeniem wieloczynnikowym i głównym czynnikiem ryzyka rozwoju chorób serca, udaru mózgu, niealkoholowego stłuszczeniowego zapalenia wątroby (NASH), cukrzycy typu 2 (T2D) i niektórych rodzajów raka. Częstość występowania otyłości gwałtownie rośnie na całym świecie. Obecnie 2,1 miliarda ludzi - prawie 30% światowej populacji - jest albo otyłych, albo ma nadwagę1. Insulinooporność związana z otyłością może prowadzić do cukrzycy typu 2, gdy wyczerpane komórki beta wysp trzustkowych nie są w stanie zrekompensować zwiększonego zapotrzebowania na insulinę do utrzymania homeostazy glukozy2.
Tkanka tłuszczowa składa się z różnych typów komórek, w tym adipocytów, komórek śródbłonka, fibroblastów i komórek odpornościowych. Podczas postępu otyłości zmiany w liczbie i aktywności komórek odpornościowych mogą prowadzić do stanu zapalnego przerostowej tkanki tłuszczowej o niskim stopniu nasilenia3,4. W szczególności stwierdzono, że nadmierne spożycie energii, któremu towarzyszy przewlekle podwyższony poziom glukozy we krwi, trójglicerydów i wolnych kwasów tłuszczowych, prowadzi do niedotlenienia adipocytów, stresu retikulum endoplazmatycznego, upośledzenia funkcji mitochondriów i zwiększonego wydzielania cytokin, co skutkuje aktywacją prozapalnych komórek odpornościowych tkanki tłuszczowej5,6. Wcześniejsze badania koncentrowały się głównie na odporności wrodzonej, ale ostatnio adaptacyjne komórki odpornościowe (limfocyty T i B) stały się ważnymi regulatorami homeostazy glukozy. Posiadają funkcje zapalne (w tym limfocyty T CD8+, limfocyty Th1 i B) lub przede wszystkim funkcje regulacyjne (w tym limfocyty T regulatorowe (Treg), komórki Th2) i mogą zarówno nasilać, jak i chronić przed insulinoopornością7,8,9.
Ponadto, zaproponowano kilka mechanizmów wyjaśniających, w jaki sposób otyłość zwiększa stłuszczeniowe zapalenie wątroby, w tym zwiększoną produkcję cytokin przez tkankę tłuszczową10. NASH, postępująca postać niealkoholowej stłuszczeniowej choroby wątroby i główne obciążenie zdrowotne w krajach rozwiniętych, histologicznie charakteryzuje się balonowatymi hepatocytami, nagromadzeniem lipidów, zwłóknieniem i zapaleniem okołokomórkowym i może przekształcić się w marskość wątroby, schyłkową niewydolność wątroby lub raka wątrobowokomórkowego. Wiadomo, że kilka schematów (na przykład dieta z niedoborem metioniny i choliny11) indukuje patologię wątroby podobną do NASH w modelach zwierzęcych innych niż ludzie, ale większość z tych podejść nie podsumowuje ludzkich stanów NASH i jego konsekwencji metabolicznych, ponieważ albo wymagają specyficznego nokautu genów, niefizjologicznych manipulacji dietetycznych, albo nie mają insulinooporności typowej dla ludzkiego NASH. Co więcej, nasze zrozumienie mechanizmów leżących u podstaw chorób metabolicznych opiera się obecnie na eksperymentach przeprowadzonych na myszach laboratoryjnych trzymanych w standardowych warunkach wolnych od patogenów (SPF). Te bariery są wyjątkowo higieniczne i nie uwzględniają różnorodności mikrobiologicznej, z jaką muszą się zetknąć ludzie, co może tłumaczyć trudności w procesie tłumaczenia badań na zwierzętach na podejścia kliniczne12,13,14.
Aby zbadać różne podzbiory komórek odpornościowych w tkance tłuszczowej i wątrobie podczas rozwoju insulinooporności i NASH w zaawansowanym modelu mysim odtwarzającym ludzkie warunki immunologiczne, myszy były trzymane w indywidualnych klatkach w warunkach półsterylnych bez bariery. Myszy trzymane w warunkach ekspozycji na antygen rozwinęły patologię wątroby podobną do NASH już po 15 tygodniach karmienia dietą wysokotłuszczową (HFD)13. W porównaniu z myszami SPF w tym samym wieku, rozwinęło się u nich stłuszczenie makropęcherzykowe, naciek wątroby i aktywacja komórek odpornościowych.
Ten manuskrypt opisuje solidną analizę cytometrii przepływowej w celu zdefiniowania i zliczenia podzbiorów komórek odpornościowych z mysiej tkanki tłuszczowej i wątroby w modelu NASH. Analiza cytometrii przepływowej pozwala na jednoczesne wykrycie wielu parametrów pojedynczych komórek, w przeciwieństwie do podejść RT-PCR lub immunohistochemicznych.
Podsumowując, nasze badanie oferuje mysi model krótkoterminowego HFD do badania rozwoju insulinooporności i NASH oraz podstawowych mechanizmów, które również wykazują wierność ludzkiej kondycji.