$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Tkanka tłuszczowa odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu homeostazy całego ciała poprzez regulację magazynowania energii, sygnalizacji endokrynologicznej oraz adaptacyjnej termogenezy, jednocześnie intensywnie oddziałując zarówno z lokalnymi, jak i odległymi narządami 1,2,3. Można wyróżnić dwa główne typy tkanki tłuszczowej: białą tkankę tłuszczową (WAT) oraz brązową tkankę tłuszczową (BAT), które różnią się wyraźnie pod względem linii komórkowej, funkcji fizjologicznej, rozkładu anatomicznego i aktywności metabolycznej4.
WAT stanowi główny rezerwuar energii organizmu. Białe adipocyty są wysoce wyspecjalizowane w magazynowaniu lipidów i charakteryzują się obecnością pojedynczej dużej kropli lipidowej (LD), która zajmuje większość przestrzeni cytoplazmatycznej5. Natomiast BAT specjalizuje się w termogenezie niedrżącej. Brązowe adipocyty zawierają wiele małych LD i wykazują wysoką gęstość mitochondriów 3,6. Termogenna zdolność BAT opiera się na Uncoupling Protein 1 (UCP1), białku błony mitochondrialnej wewnętrznej, które ułatwia wyciek protonów przez błonę7. Oddzielając fosforylację oksydacyjną od syntezy ATP, UCP1 rozprasza gradient protonowy w postaci ciepła, przyczyniając się tym samym do utrzymania temperatury ciała8. Biorąc pod uwagę ich różnorodne role, WAT i BAT wzbudziły duże zainteresowanie nie tylko jako kluczowe regulatory i potencjalne cele terapeutyczne w chorobach metabolicznych, ale także w biologii rozwojowej i ewolucyjnej, immunologii oraz starzeniu, ze względu na ich złożone i dalekosiężne interakcje systemowe 9,10. Rosnące dowody wskazują również, że programowanie metaboliczne płodu jest ściśle związane z rozwojem tkanki tłuszczowej, ponieważ zaburzenia w środowisku wewnątrzmacicznym mogą wpływać na liczbę, rozkład i funkcjonowanie adipocytów, co predysponuje osoby do otyłości i chorób metabolicznych w późniejszym życiu11.
Aby zbadać biologię tkanki tłuszczowej, dostępność dojrzałych adipocytów jest niezbędna. Systemy hodowli in vitro zapewniają kontrolowane środowisko, które pozwala ocenić konkretne czynniki wpływające na adipogenezę i funkcję adipocytów. Ustalono kilka protokołów dotyczących izolacji i różnicowania adipocytów od dorosłych myszy lub noworodków 12,13,14,15. Jednak te progenitory adipocytów mogą różnić się od pierwotnych populacji komórek, które podczas rozwoju tworzą tkanki tłuszczowe. U myszy depoty BAT są pierwszymi rozwijającymi się podczas embriogenezy, zapewniając noworodkom niedrżącą zdolność termogeniczną, kluczową dla adaptacji do zimna po porodzie. Złoża brązowych adipocytów można wykryć w okolicy międzyłopatkowej już w dniu embrionalnym 14.5 (E14.5)16. LD zaczynają się formować w wieku E15,5, a ekspresja UCP1 rozpoczyna się około E16,5. W zarodku myszy preadipocyty pachwinowego WAT (iWAT) są już obecne na tym etapie16.
Opisany protokół koncentruje się na preadipocytach izolowanych w E15.5. Etap ten odpowiada okresowi embrionalnemu, podczas którego komórki progenitorowe inicjują różnicowanie in vivo16, reprezentując tym samym główne progenitory, które dają początek WAT i BAT. Natomiast progenitory adipogenne wyizolowane w dorosłym lub noworodkowym stadium mogły już być pod wpływem czynników środowiskowych i wykazywać bardziej ograniczoną plastyczność. Dlatego stosowanie progenitorów embrionalnych w E15.5 zwiększa zdolność wiernego podsumowania programu adipogenicznego in vivo , ponieważ komórki te zachowują wysoki stopień plastyczności rozwojowej i są bardziej skłonne do podążania za trajektoriami fizjologicznych różnicowania. To podejście jest szczególnie interesujące dla zagadnień z biologii rozwojowej, zwłaszcza do badania wpływu czynników środowiskowych na różnicowanie preadipocytów w okresie okołoporodowym, stanowiąc cenny model do badania, jak ekspozycja we wczesnym życiu może kształtować rozwój tkanki tłuszczowej oraz długoterminowe wyniki metaboliczne. Jednak użytkownicy powinni zachować ostrożność w tej specyficzności etapu: metoda jest zoptymalizowana pod kątem zarodków E15.5, a odchylenia w wieku embrionalnym lub precyzji sekcji mogą wpływać na wydajność lub żywotność komórek. Dodatkowo technika mikrosekcji wymaga praktyki, aby uniknąć skażenia tkankami nietłuszczowymi, zwłaszcza biorąc pod uwagę niewielkie rozmiary magazynów embrionalnych. Protokół ten podsumowuje wszystkie kroki i procedury izolacji, hodowli, amplifikacji i różnicowania embrionalnych preadipocytów w dojrzałe brązowe i białe adipocyty.