Жировая ткань (АТ) — это метаболически активный орган, состоящий примерно из 20% адипоцитов и гетерогенной смеси иммунных клеток, фибробластов, предшественников и сосудистых клеток учеловека1. АТ классифицируется на унилокулярную белую жировую ткань (WAT), многолокулярную коричневую жировую ткань (BAT) и промежуточную бежевую жировую ткань, что отражает гетерогенность по составу, функции и анатомическому расположению. WAT распределён по подкожным (SCAT), висцеральным (VAT), периваскулярным и жировым депо костного мозга, которые различаются по происхождению развития, профилям экспрессии генов и метаболической функции. Помимо своей роли в накоплении липид, AT функционирует как эндокринный орган, выделяя цитокины, гормоны иадипокины 2. По сравнению с SCAT, НДС более метаболически активен и обогащается воспалительными клетками, что делает его особенно актуальным для изучения воспаления АТ и метаболических заболеваний, таких как сахарный диабет2 типа 3,4,5.
АТ является ключевым регулятором метаболического здоровья и играет центральную роль в ожирении, которое связано с многочисленными сопутствующими заболеваниями. Ожирение способствует гипертрофии, гиперплазии и пролиферацииадипоцитов 6, тогда как расширение и воспаление АТ тесно коррелируют с гипергликемией, гиперинсулинемией, гипертриглицеридемией и нарушенной толерантностью кглюкозе 3. Предполагается, что расширение АТ сопровождается увеличением гибели адипоцитов с примерно 10% клеточного оборота вгод 7, что запускает набор макрофагов, необходимый для клиренса тканей иремоделирования 8. Поскольку адипоциты значительно крупнее (100–200 мкм) макрофагов, эффективный фагоцитоз этими примерно пятикратно меньшими клетками затрудняется, что ухудшает гомеостаз тканей и способствует хроническому воспалениюАТ 9. Макрофаги жировой ткани (ATM) опосредуют очищение избыточных умирающих адипоцитов либо путём слияния в многоядерные гигантские клетки (MGC), либо формируя короноподобные структуры (CLS) вокруг мёртвых адипоцитов и их разрушают через лизосомныйэкзоцитоз 10,11,12. Изобилие CLS коррелирует с воспалением, связанным сожирением 11,13.
У здоровых АТ ATM преимущественно противовоспалительные, похожие на M2 макрофаги, тогда как ожирение способствует сдвигу к провоспалительному фенотипу, похожему на M1,14,15. Появляются дополнительные механистически отличающиеся подгруппы макрофагов, включая метаболически активированные макрофаги (MMes) и липидно-ассоциированные макрофаги (LAMs), которые играют важную роль в очищении мёртвых адипоцитов через лизосомный экзоцитоз 16,17,18.
Для изучения воспаления АТ в физиологически значимой многоклеточной среде протокол создал модель ex vivo мышей на основе органотипических эксплантных культур НДС, полученных от худощавых мышей. Экспланты, культивируемые в течение 7–10 дней, развивают воспалительный фенотип, сопоставимый с тем, что наблюдается после как минимум 12 недель кормления с высоким содержанием жиров (HFD) с точки зрения образования CLS, фенотипа макрофагов и выработки воспалительныхцитокинов 9,19. Важно, что такой подход снижает использование животных, устраняет необходимость одобрения диетических вмешательств и способствует реализации принципов 3R, снижая зависимость от долгосрочных исследований диетических вмешательств. По сравнению с традиционными двумерными (2D) системами культуры, такими как модели одноклеточной культуры (например, клетки 3T3-L1 или первичные культуры адипоцитов), этот метод сохраняет сложность тканей и клеточное разнообразие, что позволяет исследовать физиологические взаимодействия между клетками, включая взаимодействия между иммунными клетками и адипоцитами.
Культивированные АТ-экспланты совместимы с широким спектром аналитических подходов. Живое конфокальное изображение позволяет отслеживать накопление ATM, формирование CLS и формированиеMGC 9,19. Переваривание коллагеназы позволяет выделить стромальную сосудистую фракцию (SVF) для анализов потоковой цитометрии, включая пролиферационные анализы и определение M1-подобных, M2-подобных или MMe-фенотипов12. Анализ экспрессии генов, включая количественное ПЦР (qPCR) и секвенирование РНК, может проводиться на целых эксплантах, клетках SVF или отсортированныхмакрофагах 9. Экспрессию белков и ферментативную активность можно оценить с помощью вестерн-блотинга илиELISA 12,20,21, тогда как архитектура тканей и экспрессия маркеров визуализируются с помощью окрашивания целого крепления и иммунофлуоресценции 9,22. Кроме того, фармакологические и генетические вмешательства, включая истощение ATM и лечение цитокином, вполне возможны 21,23,24.
В итоге, эта ex vivo модель воспаления АТ, подобного HFD, у мыши позволяет изучать гибель адипоцитов, прямое in situ наблюдение за поведением клеток и фармакологические или генетические манипуляции, важные для иммунологии АТ (Рисунок 1).

Рисунок 1: Графическое резюме рабочего процесса. Висцеральная жировая ткань (АТ) выделяется от мышей, разрезается на мелкие экспланты и культивируется в течение 7–10 дней. В период культуры экспланты развивают воспалительный фенотип, позволяющий изучать воспаление жировой ткани при контролируемых условиях ex vivo . Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этой фигуры.