$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Cukrzyca typu 2 (T2DM) stała się jedną z najszybciej rosnących niezakaźnych chorób metabolicznych na świecie, z łączną liczbą pacjentów przekraczającą obecnie 537 milionów i prognozowanym wzrostem liczby pacjentów do 2045roku. Jego podstawowe cechy patofizjologiczne objawiają się insulinoopornością tkanek obwodowych (IR), któremu towarzyszy postępująca dysfunkcja β-komórek2. Istota IR tkwi w znacząco zmniejszonych efektach biologicznych wywołanych fizjologicznie skoncentrowaną insuliną w narządach docelowych, prowadzącymi do zmniejszonego pobierania glukozy, zwiększonej produkcji glukozy wątrobowej oraz zaburzeń inhibicji lipolizy3. Tkanka tłuszczowa jest jednym z najważniejszych narządów docelowych insuliny. Otyłość powoduje, że komórki tłuszczowe stają się niewrażliwe na insulinę, zmniejszając pobieranie glukozy, hamując syntezę trójglicerydów, jednocześnie zwiększając lipolizę i uwalniając więcej wolnych kwasów tłuszczowych, co nasila ogólnoustrojową insulinooporność 4,5.
W warunkach fizjologicznych insulina aktywuje szlak PI3K-AKT, który przenosi transporter glukozy 4 (GLUT4) do błony komórkowej, wspierając pobieranie glukozy i syntezę trójglicerydów w adipocytach. Jednocześnie insulina hamuje aktywność lipasy trójglicerydowej (ATGL) oraz lipazy hormonalnie wrażliwej (HSL) na powierzchni kropelek lipidów, blokując tym samym lipolizę6. Gdy występuje IR, zaburzone sygnalizowanie insuliny osłabia hamowanie lipolizy, prowadząc do masowego uwalniania wolnych kwasów tłuszczowych (FFA) do krwiobiegu. Powoduje to masowe uwalnianie FFA do krwiobiegu, powodując osadzanie trójglicerydów pozamaccznych w narządach takich jak wątroba, mięśnie szkieletowe i trzustka. Powoduje to toksyczność warg i przewlekły stan zapalny, co ostatecznie przyczynia się do rozwoju i postępu T2DM7. Dlatego ustanowienie dojrzałego modelu adipocytów, który odtwarza cechy IR in vivo , jest kluczowe dla wyjaśnienia molekularnych mechanizmów IR i opracowania nowych strategii interwencji.
Obecnie linia komórkowa fibroblastów embrionalnych myszy 3T3-L1 stała się klasycznym narzędziem do badań in vitro adipocytów IR ze względu na krótki cykl indukcji i dobrą powtarzalność 8,9. Jednak embrionalne pochodzenie komórek 3T3-L1, ich jednolite tło genetyczne oraz podatność na dryf fenotypowy po długotrwałym przejściu powodują istotne różnice w zachowaniach metabolicznych w porównaniu z dorosłymi adipocytami in situ, ograniczając ich wartość translacyjnąmedyczną 10,11. Natomiast frakcja naczyniowa stromalna (SVF) wyizolowana z podskórnej tkanki tłuszczowej gryzoni jest bogata w wielopotentne komórki tłuszczowe macierzyste (ASC). Dojrzałe adipocyty odróżnione od tych ASC wykazują cechy morfologiczne, funkcjonalne i transkrypcyjne, które bardziej przypominają cechy rodzimych białych adipocytów niż szeroko stosowaną linię komórkową 3T3-L1. Dzięki temu adipocyty pochodzące z SVF są modelem uzupełniającym do badania sygnalizacji i oporności insulinowej w kontekście lepiej przybliżającym złożoność tkanek pierwotnych12.
Protokół ten jest najbardziej odpowiedni dla badaczy dążących do badania działania insuliny w pierwotnym modelu adipocytów, który zachowuje większą heterogeniczność tkanek niż uwiecznione linie komórkowe. Jednak użytkownicy powinni pamiętać, że SVF to mieszana populacja zawierająca komórki śródbłonka i układu odpornościowego; Dlatego odczyty odzwierciedlają zachowanie kultury, w której adipocyty są głównym, ale nie wyłącznym składnikiem. Model ten może być mniej odpowiedni do badań wymagających czystej, zsynchronizowanej populacji adipocytów.
Niniejsze badanie proponuje protokół budowy modelu komórek insulinoopornych, wykorzystując dojrzałe adipocyty pochodzące z SVF. Protokół szczegółowo opisuje cały proces izolacji, hodowli, różnicowania i indukcji insulinooporności, skutecznie naśladując stan insulinooporności adipocytów in vivo. Ocena modelu zostanie przeprowadzona pod kątem poziomu zużycia glukozy, morfologii komórkowej oraz mechanizmów molekularnych. Stanowi to podstawę techniczną do badania molekularnych mechanizmów leżących u podstaw insulinooporności w adipocytach.