Beżowe (lub brite) adipocyty to adipocyty bogate w ekspresję białka 1 (UCP1) i mitochondria, które znajdują się w magazynach białej tkanki tłuszczowej (WAT). Beżowy tłuszcz wyłania się z podzbioru komórek progenitorowych adipocytów lub dojrzałych białych adipocytów w odpowiedzi na ekspozycję na zimno i inne bodźce1,2. Beżowe adipocyty mogą przekształcać energię w ciepło w sposób zależny lub niezależny od UCP13. Niezależnie od swojej funkcji termogenicznej, beżowy tłuszcz może również poprawiać zdrowie metaboliczne za pomocą innych środków, takich jak wydzielanie adipokin oraz działanie przeciwzapalne i przeciwzwłóknieniowe. Badania na myszach i ludziach wykazały, że indukcja beżowego tłuszczu poprawia homeostazę glukozy i lipidów w całym organizmie3. Jednak chociaż nasza wiedza na temat biologii beżowego tłuszczu szybko ewoluowała w ostatnich latach, większość jej korzyści metabolicznych i powiązanych mechanizmów nadal nie jest w pełni zrozumiała.
Zgrupowane, regularnie rozmieszczone krótkie powtórzenia palindromiczne (CRISPR) zostały po raz pierwszy opisane w komórkach eukariotycznych jako narzędzie zdolne do generowania dwuniciowego pęknięcia (DSB) w określonym miejscu genomu poprzez aktywność nukleazy białka Cas94,5. Cas9 jest kierowany przez syntetyczny jednoprzewodnikowy RNA (sgRNA) w celu ukierunkowania na określony region genomu, co prowadzi do DNA DSB. Oprócz wykorzystania nukleazy Cas9 do celów edycji, technologia CRISPR-Cas9 ewoluowała, aby być wykorzystywana jako narzędzie do regulacji genów specyficzne dla sekwencji6. Opracowanie katalitycznie nieaktywnego białka Cas9 (dCas9) i połączenie modułów transkrypcyjnych zdolnych do zwiększenia ekspresji genów dało początek narzędziom do aktywacji CRISPR (CRISPRa). Pojawiło się kilka systemów CRISPRa, takich jak VP647,8, synergiczny mediator aktywacji (SAM)9, SunTag10,11, VPR12,13 i SunTag-p65-HSF1 (SPH)14, który łączy w sobie składniki aktywatorów SAM i SunTag. Niedawno wykazano, że indukowana ekspresja genów neurogennych w neuroblastach N2a i pierwotnych astrocytach jest wyższa przy użyciu SPH w porównaniu z innymi systemami CRISPRa14, co pokazuje, że SPH jest obiecującym narzędziem CRISPRa.
Tutaj skorzystaliśmy z wcześniej opracowanego SPH mouse14, aby wygenerować warunkowy model myszy wyrażający SPH specyficznie w adipocytach przy użyciu linii adiponektyny Cre (AdipoSPH). Za pomocą wirusa związanego z adenowirusem (AAV) przenoszącego gRNA ukierunkowanego na endogenny gen Prdm16, indukowano brązowienie (konwersję z białego do beżowego) pachwinowego WAT (iWAT) w celu zwiększenia ekspresji programu genów termogenicznych. Co więcej, nadekspresja Prdm16 in vitro zwiększała zużycie tlenu. Dlatego protokół ten zapewnia wszechstronny mysi model SPH do badania mechanizmów rozwoju beżowego tłuszczu w tkance tłuszczowej.