Этот протокол предназначен для изучения стеатоза и молекулярных, биохимических, клеточных изменений, вызванных чрезмерным воздействием липидов in vitro нагепатоциты.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Этот протокол предназначен для изучения стеатоза и молекулярных, биохимических, клеточных изменений, вызванных чрезмерным воздействием липидов in vitro нагепатоциты.
Метаболическая дисфункция,связанная с жировой болезнью печени (МАЖБП), ранее известная как неалкогольная жировая болезнь печени (НАЖБП), является наиболее распространенным заболеванием печени во всем мире из-за его связи с ожирением, диабетом 2 типа и дислипидемией. Стеатоз печени, накопление липидных капель в паренхиме печени, является ключевым признаком заболевания, предшествующего воспалению, наблюдаемому при стеатогепатите, фиброзе и конечной стадии заболевания печени. Накопление липидов в гепатоцитах может мешать правильному метаболизму ксенобиотиков и эндогенных молекул, а также индуцировать клеточные процессы, ведущие к прогрессированию заболевания. Хотя экспериментальное исследование стеатоза может быть выполнено in vivo,подходы in vitro к изучению стеатоза являются дополнительными инструментами с различными преимуществами. Культура гепатоцитов в среде, обусловленной перегрузкой липидов, является отличным воспроизводимым вариантом для изучения стеатоза печеночной области, позволяя идентифицировать клеточные процессы, связанные с накоплением липидов, такие как окислительные и ретикулярные стрессы, аутофагия, пролиферация, гибель клеток и т. Д., А также другие испытания, включая эффективность лекарств, и токсикологическое тестирование, среди многих других возможных применений. Здесь было направлено на описание методики культивирование клеток гепатоцитов в липидной среде, обусловленной перегрузкой. Клетки HepG2 культивировали в среде RMPI 1640, кондиционированной пальмитатом натрия и олеатом натрия. Важно отметить, что соотношение этих двух липидов имеет решающее значение для благоприятство накоплению липидных капель, сохраняя при этом пролиферацию клеток и умеренную смертность, как это происходит в печени во время заболевания. Показана методика приготовления запасов липидного раствора, смеси, добавления в среду и культуры гепатоцитов. С помощью этого подхода можно идентифицировать липидные капли в гепатоцитах, которые легко наблюдаются при окрашивание Oil-red O, а также кривые показателей пролиферации / смертности.
Жировая дистрофия печени, связанная с метаболической дисфункцией, широко распространена во всем мире1,2; по оценкам, до 25% населения страдает3. Это заболевание, ранее известное как неалкогольная жировая болезнь печени (НАЖБП), обновило свою номенклатуру к метаболической дисфункции, связанной с жировой болезнью печени (МАЖБП), чтобы точно отразить патогенез, связанный с ожирением, резистентностью к инсулину, диабетом 2 типа и дислипидемией, а также возможные методы лечения заболевания3,4.
Независимо от названия, заболевание включает в себя широкий спектр гистопатологических изменений, характеризующихся аномально высоким накоплением липидов в печени (>5% жира в гепатоцитах5)и может прогрессировать через накопление липидов, обычно встречающееся при простом стеатозе, до стеатогепатита, что, в свою очередь, может привести к развитию фиброза, цирроза, гепатоцеллюлярная карцинома и печеночная недостаточность5,6,7,8. Ожидается, что из-за его растущей распространенности МАЖБП станет первым признаком трансплантации печени и основной причиной гепатоцеллюлярной карциномы9.
Хотя он считается доброкачественной или легкой формой жировой болезни печени, стеатоз печени на самом деле является метаболическим ключом в MAFLD10. Различные метаболические пути зависят от накопления липидов в печени, включая, но не ограничиваясь, синтезом, экспортом и метаболизмом липидов10. Инсулинорезистентность, окислительный стресс, ретикулярный стресс и клеточная дисфункция тесно связаны с печеночной липотоксичностью11,12. С другой стороны, жировые гепатоциты являются мишенью активных форм кислорода, претворяя метаболиты в виде перекисей липидов, белковых карбонилов и аддуктов нуклеиновых кислот13. На клеточном уровне жировые гепатоциты могут подвергаться митохондриальному повреждению14,клеточному старению15,апоптозу16,пироптозу12и аутофагии17,среди других событий.
Гепатоциты высоко отвечают за метаболизм, детоксикацию и синтез широкого спектра молекул. Многие из этих функций могут быть скомпрометированы накоплением липидов, наблюдаемым при стеатозе. Поэтому очень важно иметь воспроизводимые инструменты, позволяющие точно оценить стеатоз. В этом смысле модели in vitro легко применимы и воспроизводимы. Стеатоз in vitro использовался с различными целями16,18,19. Клетки HepG2 широко используются в качестве клеточной линии гепатоцитов. Он имеет такие преимущества, как легкость в культуре и хорошая характеристика. Пожалуй, единственным недостатком клеток HepG2 является тот факт, что это канцерогенная клеточная линия, поэтому это необходимо учитывать при анализе исходов. Здесь показано применение смеси жирных кислот, широко используемых в клеточной культуре: пальмитиновой кислоты (ПА) и олеиновой кислоты (ОА). И PA, и OA предлагают разные результаты в культуре20. ПА (С 16:0) является наиболее распространенной насыщенной жирной кислотой, получаемой из рациона16. ПА рассматривается как биомаркер де-ново липогенеза,важнейшего шага в развитии НАЖБП21. Показано, что ПА высокотоксична22; поэтому может быть не рекомендуется индуцировать стеатоз in vitro. ОА (C 18:1) является мононенасыщенной жирной кислотой. В отличие от ПА, было высказано предположение, что ОА обладает противовоспалительными и антиоксидантными свойствами, будучи способным противодействовать ПА12. Как ПА, так и ОА являются основными жирными кислотами, присутствующими в триглицеридах, независимо от состояния здоровья или заболевания16. В таблице 1 приведены примеры культуры гепатоцитов с ПА, ОА и их смесью, а также результаты, о которыхсообщается12,23,24,25,26,27. Другие жирные кислоты также использовались в культуре гепатоцитов, включая стеариновую кислоту (C 18:0)28,29,30,линолевую кислоту (C18:1) 28,30,31 и ее конъюгаты (CLA)28,32,пальмитолеиновую кислоту (C 16:1)29. Тем не менее, их использование реже всего сообщается в литературе, возможно, потому, что их печеночное изобилие ниже, чем PA и OA16.
В сочетании обе жирные кислоты напоминают стеатоз in vitro,обеспечивая пролиферируя клетки, с повышенной гибелью клеток и более низкой жизнеспособностью по сравнению с контрольными условиями. Стоит отметить, что соответствующие соли этих жирных кислот доступны и могут быть использованы. Одна из основных проблем при оценке липидной перегрузки в культуре клеток гепатоцитов приведена в дифференциации токсикологических моделей и модели, наилучшим образом представляющей стеатоз. Многие модели можно отнести в первом случае. Фактически, использование только ПА можно рассматривать среди них, и высокая смертность является наиболее очевидным исходом12,16,23,24,25,26,27. Применение высоких доз даже в случае ОА также можно рассматривать как токсикологическую модель. Показанный здесь протокол находится в более высоком соответствии с развитием стеатоза, поскольку он показывает низкую смертность по сравнению с той, которая наблюдается в других моделях, и позволяет соблюдать его в течение нескольких дней с прогрессирующим накоплением липидов, как это происходит при НАЖБП. Возможность оценить легкий и тяжелый стеатоз через экспериментальные условия считается еще одним преимуществом.
| Жирные кислоты | Условия | Результаты | Ссылка | ||
| ПАПА | Концентрация: 200 мкМ | Накопление липидов | Ян и др., 201925. | ||
| Время экспозиции: 24 ч | Повреждение гепатоцитов | ||||
| Возвышение трансаминаз | |||||
| ПАПА | Концентрация: 50, 100 и 200 мкМ | Накопление липидов | Xing et al, 201924. | ||
| Время экспозиции: 24 ч | |||||
| ПАПА | Концентрация: 250 мкМ, 500 мкМ, 750 мкМ и 1 000 мкМ | Накопление липидов | Wang et al, 202026. | ||
| Время экспозиции: 24 ч | Прогрессивное снижение жизнеспособности клеток | ||||
| Смесь ОА/ПА | Концентрация: 1 мМ | Накопление липидов | Xiao et al, 202027. | ||
| Время экспозиции: 24 ч | Не сообщает о липотоксичности | ||||
| Скорость: 2OA: 1PA | |||||
| Смесь ОА/ПА | Первая стимуляция 200 мкМ и 400 мкМ ПА, а затем вторая стимуляция 200 мкМ ОА | Накопление липидов. | Цзэн и др., 202012. | ||
| Концентрация:400 мкМ ПА: 200 мкМ ОА | Доказательства липотоксичности, индуцированной ПА, были уменьшены стимуляцией ОА. | ||||
| Скорость: 2PA: 1OA | |||||
| Время экспозиции: 24 ч | |||||
| Смесь ОА/ПА | Концентрация: 400 мкМ ПА: 200 мкМ ОА | Накопление липидов | Chen et al, 201823. | ||
| Скорость: 2PA: 1OA | |||||
| Время экспозиции: 24 ч | |||||
| Смесь ОА/ПА | Концентрация:50 и 500 мкМ | Генерация двух типов стеатоза: легкого стеатоза и тяжелый стеатоз. | Кампос и Гусман 2021 | ||
| Скорость: 2PA: 1OA | Моделирует хроническую экспозицию липидной перегрузки | ||||
| Время экспозиции: 24 ч, 2 дня, 3 дня и 4 дня. | |||||
Таблица 1. Культура гепатоцитов в стеатогенных условиях. В таблице представлен тип используемой жирной кислоты, поддерживаемые условия и наблюдаемые результаты в культуре гепатоцитов. О.А.: Пальмитиновая кислота. ОА: Олеиновая кислота.
Наконец, эта модель применима не только к изучению стеатоза и жировой дистрофии печени, но и к печеночному метаболическому, синтетическому и детоксикационному пути в контексте стеатоза. Кроме того, индуцированный стеатоз in vitro может предоставить доказательства для идентификации потенциальных маркеров заболевания, а также терапевтических целей.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
1. Стандартная и кондиционированная подготовка среды
2. Докультура
3. Стеатогенная культура
4. Оценка жизнеспособности и смертности

5. Липидное окрашивание маслом Red O
6. Морфометрическая оценка содержания липидов
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Гепатоциты, культивируется в стеатогенной среде, демонстрируют рост по всей поверхности колодца; однако жировые гепатоциты показывают более низкую скорость роста по сравнению с клетками, культивируемыми в контрольной среде. Предлагаемое соотношение и концентрация ОА и ПА, гарантируют выживание клеток во время культивирования. Посев 1 х 105 ячеек на скважину в 24-скважинных пластинах обеспечивает оптимальное слияние, как показано на рисунке 1.
Жизнеспосо...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Этот протокол предназначен для обеспечения стратегии изучения стеатоза in vitro. Клеточная культура является мощным инструментом для изучения клеточных, молекулярных, биохимических и токсикологических аспектов клеток, подвергающихся воздействию различных условий. При таком подходе стеатоз можно визуализировать не только как стадию сложного заболевания, которым является МАЖБП, но и как чрезмерное воздействие липидов гепатоцитов и возможные исходы, возникающие в результате такого воздействия. Поэтому его применени...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторам нечего раскрывать.
Эта работа финансировалась Национальной национальной консилией науки и технологии (Conacyt, CB-221137). Адриана Кампос является докторантом в Programa de Doctorado en Ciencias Biomédicas, Universidad Nacional Autónoma de México, и была поддержана Conacyt (CVU: 1002502).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Шкаф биобезопасности | ESCO Airstream | AC2-452+C2:C26 | Класс II Тип A2 Шкаф биологической безопасности |
| Бутылочный фильтр | Corning, US | 430513 | Непирогенный, полистироловый, стерильный. 1 фильтр/мешок. 0,22 μ м, 500 мл. |
| Сыворотка крупного рогатого скота albimun (BSA) | Gold Biotechnology, US | A-421-10 | BSA Жирные кислоты без жирных кислот для клеточных культур |
| Питательные среды RPMI 1640 | ThermoFisher-Gibco, US | 31800-022-Фетальная | |
| бычья сыворотка (FBS) | ThermoFisher-Gibco, US | ||
| A4766801-гемоцитометр | Marienfeld, DE | 640010-HepG2 | |
| клеточная линия | ATCC, US | HB-8065 | Гепатоцеллюлярная карцинома клетки человека. |
| Увлажнённый инкубатор | Thermo Electronic Corporation, США | Модель: 3110 | Температура (37 °°; C ± 1 ° C), влажность (90% ± 5%), CO2 (5% ± 1%) |
| Инвертированный микроскоп Eclipse | NIKON, JPN | Модель: TE2000-S-Isopropanol | |
| Sigma-Aldrich, US | I9030-4L-Oil | ||
| Red O Kit | Abcam, US | ab150678 | Набор для гистологической визуализации нейтрального жира. |
| Параформальдегид | Sigma-Aldrich, US | P6148-500G-пенициллин | |
| /стрептомицин | ThermoFisher-Gibco, US | 15140-122 | антибиотики 10 000 ед/мл пенициллина, 10 000 мкм; г/мл стрептомицина |
| pH-метр | Beckman, США | Модель: 360 PH/Temp/MV | |
| Метр-фосфат буферизованный физиологический раствор | ThermoFisher-Gibco, US | 10010-023-Серологические | |
| пипетки | Sarstedt, AUS | 86.1253.001 | Непирогенный, стерильный, 5 мл |
| серологических пипеток | Sarstedt, AUS | 86.1254.001 | Непирогенный, стерильный, 10 мл |
| бикарбоната натрия | Sigma-Aldrich, US | S5761-1KG | Приготовление питательных сред |
| Олеат натрия | Santa Cruz Biotechnology, US | sc-215879A-Пальмитат | |
| натрия | Santa Cruz Biotechnology, US | sc-215881-Шассирный | |
| фильтр | Corning, US | 431219 | Пирогенный, стерильный, 28 мм, 0,2 мкм. |
| Trypan Blue | Sigma-Aldrich, US | T6146-25G-Трипсин | |
| 0,05% /EDTA 0,53 мМ | Corning, US | 25-052-Cl-24 | |
| луночный кластер клеточных культур | Corning, US | 3524 | Плоское дно с крышкой. Культура тканей обработана. Непирогенный, полистирол, стерильный. 1/Упаковка. |
| 96 луночный кластер клеточных культур | Corning, US | 3599 | Плоское дно с крышкой. Культура тканей обработана. Непирогенный, полистирол, стерильный. 1/Упаковка. |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.