Жировая ткань играет центральную роль в поддержании гомеостаза всего тела, регулируя накопление энергии, эндокринную сигнализацию и адаптивный термогенез, при этом активно взаимодействуя как с локальными, так и с удалёкшимиорганами 1,2,3. Можно выделить два основных типа жировой ткани: белую жировую ткань (WAT) и коричневую жировую ткань (BAT), которые заметно различаются по клеточной линии, физиологической функции, анатомическому распределению и метаболическойактивности 4.
WAT является основным энергетическим резервуаром организма. Белые адипоциты высокоспециализированы для хранения липидов и характеризуются наличием одной крупной липидной капли (LD), занимающей большую часть цитоплазматическогопространства 5. В отличие от этого, BAT специализируется на недрожащем термогенезе. Коричневые адипоциты содержат несколько малых LD и демонстрируют высокую митохондриальнуюплотность 3,6. Термогенная способность BAT зависит от Uncoupling Protein 1 (UCP1) — белка внутренней митохондриальной мембраны, который способствует утечке протонов черезмембрану 7. Отделяя окисляющее фосфорилирование от синтеза АТФ, UCP1 рассеивает протонный градиент в виде тепла, тем самым способствуя поддержанию температурытела 8. Учитывая их разнообразные роли, WAT и BAT вызывают значительный интерес не только как ключевые регуляторы и потенциальные терапевтические мишени при метаболических заболеваниях, но и в области биологии развития и эволюции, иммунологии и старения, благодаря их сложным и далеко идущим системнымвзаимодействиям 9,10. Накопленные данные также указывают на то, что метаболическое программирование плода тесно связано с развитием жировой ткани, поскольку нарушения внутриутробной среды могут влиять на количество, распределение и функцию адипоцитов, тем самым предрасполагая людей к ожирению и метаболическим заболеваниям в дальнейшемвозрасте 11
Для изучения биологии жировой ткани крайне важна наличие зрелых адипоцитов. Системы культуры in vitro обеспечивают контролируемую среду, позволяющую оценивать конкретные факторы, влияющие на адепогенез и функцию адипоцитов. Разработано несколько протоколов для выделения и дифференцировки адипоцитов у взрослых мышей или неонатальныхдетёнышей 12,13,14,15. Однако эти предшественники адипоцитов могут отличаться от исходных популяций клеток, которые в процессе развития дают образ жировых тканей. У мышей депо BAT являются первыми, которые развиваются в период эмбриогенеза, обеспечивая новорождённым термогенную способность без дрожи, что критически важно для послеродовой адаптации к холоду. Депо бурых адипоцитов можно обнаружить в межлопаточной области уже на эмбриональный день 14,5 (E14,5)16. ЛД начинают формироваться при E15.5, а экспрессия UCP1 начинается примерно на E16.5. В мышином эмбрионе преадипоциты пахового WAT (iWAT) также присутствуют на этойстадии 16.
Описанный здесь протокол сосредоточен на преадипоцитах, выделенных на уровне E15.5. Эта стадия соответствует эмбриональному периоду, в течение которого клетки-прародители начинают дифференцировку in vivo16, представляя собой первичных предшественников, дающих начало WAT и BAT. В отличие от этого, адипогенные предки, выделенные на взрослой или неонатальной стадии, могли уже быть под влиянием факторов окружающей среды и, скорее всего, проявлять более ограниченную пластичность. Поэтому использование эмбриональных предшественников с уровнем E15.5 повышает способность точно воспроизводить адипогенную программу in vivo , поскольку эти клетки сохраняют высокий уровень пластичности развития и более склонны следовать физиологическим траекториям дифференцировки. Этот подход представляет особый интерес для вопросов биологии развития, особенно для изучения влияния факторов окружающей среды на дифференцировку преадипоцитов в перинатальный период, предоставляя ценную модель для изучения того, как ранние воздействия могут формировать развитие жировой ткани и долгосрочные метаболические исходы. Однако пользователям следует быть осторожными в отношении этой специфичности стадии: метод оптимизирован для эмбрионов E15.5, и отклонения в возрасте эмбриона или точности вскрытия могут влиять на урожайность или жизнеспособность клеток. Кроме того, техника микродиссекции требует практики, чтобы избежать загрязнения жировыми тканями, особенно учитывая небольшие размеры эмбриональных депо. Этот протокол суммирует все этапы и процедуры выделения, культивирования, амплификации и дифференцирования эмбриональных преадипоцитов в зрелые коричневые и белые адипоциты.