Biz adipoz doku metabolik fenotip katkıda matris ve adiposit lerin rollerinin diseksiyon sağlayan bir 3D insan ekstrasellüler matriks-adiposit in vitro kültür sistemi açıklar.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Biz adipoz doku metabolik fenotip katkıda matris ve adiposit lerin rollerinin diseksiyon sağlayan bir 3D insan ekstrasellüler matriks-adiposit in vitro kültür sistemi açıklar.
Hücre dışı matriks (ECM) doku homeostazının düzenlenmesinde, hücrelerle çapraz konuşma yapmada ve hücresel fonksiyonun birden fazla yönünü düzenlemede merkezi bir rol oynar. ECM obezite yağ dokusu fonksiyonu özellikle önemli bir rol oynar, ve yağ dokusu ECM birikimi ve bileşimideğişiklikleri fareler ve insanlarda metabolik hastalık ile ilişkilidir. Küresel doku fenotipkatkıda ECM ve hücrelerin rollerinin diseksiyon izin in vitro modeller seyrek. Biz insan ECM-adiposit kültürünün yeni bir 3D in vitro modeli, adipoz doku metabolik fenotip düzenleyen ECM ve adipositlerin belirli rolleri çalışma izin açıklar. İnsan yağ dokusu ECM izole etmek için desellize edilir, daha sonra olgun adipositler içine ECM içinde ayırt edilir preadipocytes ile yeniden doldurulur. Bu yöntem metabolik olarak aktif olan ve türetildiği doku ve hastaların özelliklerini koruyan ECM-adiposit yapıları oluşturur. Bu sistemi, insan yağ dokusunda hastalığa özgü ECM-adiposit çapraz sapı göstermek için kullandık. Bu kültür modeli küresel yağ dokusu metabolik fenotip katkıda ECM ve adipositlerin rollerini incelemek için bir araç sağlar ve yağ dokusu homeostaz düzenleyen ECM rolünün çalışma izin verir.
Hücre dışı matriks (ECM) sadece dokular için mekanik bir iskele sağlar, ama aynı zamanda içinde bulunan hücreler ile karmaşık bir çapraz meşgul, hücre çoğalması da dahil olmak üzere doku homeostaz için gerekli çeşitli süreçleri düzenleyen, farklılaşma, sinyalizasyon ve metabolizma1. Sağlıklı ECM normal doku fonksiyonunun sürdürülmesinde önemli bir rol oynarken, işlevsiz ECM birden fazla hastalığa bürünmemiştir2.
Adipoz doku metabolik hastalığın patogenezinde önemli bir rol oynar. Obezite aşırı adiposit hipertrofisi ve hücresel hipoksi ile ilişkilidir, adiposit hücre metabolizmasında defektler, ve yağ dokusu endoplazmik retikulum ve oksidatif stres ve inflamasyon. Yanlış anlaşılmış olsa da, bu karmaşık süreçler yağ dokusu besin tamponlama kapasitesini bozmak için komplo, yağ dokusundan besin taşması yol açan, birden fazla dokutoksisite, ve sistemik metabolik hastalık3,4 ,5. Yağ dokusu yetmezliğinin altında yatan olaylar dizisi ve belirli mekanizmalar tam olarak anlaşılamamıştır, ancak yağ dokusu ECM'deki değişiklikler ecm'ye dahil edilmiştir. ECM bileşimi insan ve mürin obezitesinde yağ dokusu içinde, insan metabolik hastalığı ile ilişkili yağ dokusu ECM nitel biyokimyasal ve yapısal farklılıklar ile birlikte ECM proteininin artmış birikimi ile değiştirilir, dahil olmak üzere tip 2 diyabet ve hiperlipidemi6,7,8,9,10,11.
Bu gözlemlere rağmen, yağ dokusu ECM'nin yağ dokusu disfonksiyonuna aracılık etmedeki rolü iyi tanımlanmamıştır. Bu kısmen nihai yağ dokusu fonksiyonunun düzenlenmesinde ECM ve adipositlerin belirli rollerinin diseksiyonuna izin veren çekilebilir deneysel modellerin eksikliğinden kaynaklanmaktadır. ECM-adiposit kültürü en az iki açıdan yerli yağ dokusunun in vivo ortamını daha iyi simüle eder. İlk olarak, ECM kültürü, standart 2D kültüründe bulunmayan yerli kollajenler, elastinler ve diğer matris proteinleri de dahil olmak üzere yerli yağ dokusuna benzer moleküler bir ortam sağlar. İkinci olarak, 2D plastik kültürü plastik substrat azaltılmış elastikiyeti nedeniyle mekanik etkileri ile adiposit metabolizmasını değiştirmek için gösterilmiştir12, Hangi ECM-kültür ortadan kaldırır.
ECM'nin hücreli yağ ve diğer dokulardan izole edilerek biyolojik iskelelerin tasarlanma yöntemleri rejeneratif ve rekonstrüktif tıp ve doku mühendisliği bağlamında incelenmiştir13,14, 15,16,17,18. Daha önce insan ecm-adiposit kültürünün bir in vitro 3D modeli geliştirmek için bu yöntemleri uyarlanmış metodoloji yayınladık, ECM ve adiposit kök hücreleri kullanarak (preadipocytes) insan visseral yağ dokuları türetilmiştir11. Bu makalede, bu yöntemleri ayrıntılı olarak açıklıyoruz. İnsan yağ dokusu için decellularization prosedürü, türetildiği dokunun özelliklerini koruyan biyolojik bir iskele bırakarak, hücreleri ve lipid kaldırmak için mekanik ve enzimatik tedaviler içeren dört günlük bir süreçtir. Desellülerce ECM insan pizpositlerinin adipojenik farklılaşmasını destekler ve adipositlerle yeniden oluşturulduğunda, mikromimarisi ve biyokimyasal ve hastalığa özgü sağlam yağ dokusu özelliklerini korur ve metabolik yerli yağ dokusunun karakteristik fonksiyonları. Bu matris tek başına çalışılabilir veya hücrelerle yeniden tohumlanabilir, adipoz dokusunun hücresel ve hücre dışı bileşenleri arasındaki etkileşimlerin ve çapraz konuşmaların incelenmesine izin verilir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Adipose dokuları, kurumsal inceleme kurulu onayı ile elektif bariatrik cerrahi uygulanan insan deneklerinden temin edilmektedir.
1. Preadipocyte izolasyon ve kültür reaktif hazırlama
2. ECM reaktif hazırlama
3. Metabolik fenotitipre reaktif hazırlama
4. Yağ dokusu temini
NOT: Visseral yağ dokusu (KDV) cerrah tarafından operasyonun başlangıcında büyük omentumdan toplanır ve hemen işlenmesi için buz üzerinde laboratuvara geri taşınır. Tüm insan dokuları ve kostik reaktifleri kullanırken, tüm çalışmaları laminar akış kaputunda, tam laboratuvar güvenlik aşınması kullanarak ve iğnelerin tekrarlanması olmadan gerçekleştirirken evrensel önlemler alınmalıdır.
5. Preadipocyte izolasyonu

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yağ dokusu ECM hazırlanması, preadipocytes ile tohumlama, ve olgun adipositler içine in vitro farklılaşma protokol boyunca ilerleme görsel değerlendirme izin dokuaçık sıralı morfolojik değişiklikler ile sonuçlanır (Şekil 1) . ECM tohumlamak için kullanılan preadipocytes ayrı KDV örneklerinden kollajenaz sindirim kullanılarak izole edilir(Şekil 2). ECM-adiposit yapılarının her aşamasında taramalı elektron mikroskobu, ECM'nin hücre...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
ECM-adiposit kültür modeli nihai doku fenotip dikte ECM ve hücrelerin bireysel rolleri diseksiyon için değerli bir araç sağlar. ECM izolasyon protokolü oldukça tekrarlanabilir, ancak hücredışılaştırma sürecinde değişkenlik görülebilir. Gün 3 delipidasyon adımı protokolde kritik bir noktadır. Gece çekimi tamamlandığında, matrisin delipidasyonu Polar Solvent Çözeltisi'nin sarıya dönmesiyle kanıtlanmalıdır, matris ise bozulmamış yağ dokusunun sarı-turuncu renk özelliğinden yarı saydam/ beyaz (Şekil 1
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarlar çakışan bir çıkar beyan etmezler.
Biz çalışma koordinasyonu ile yardım için Danielle Berger, Marilyn Woodruff, Simone Correa ve Retha Geiss teşekkür ederiz. SEM Michigan Üniversitesi Mikroskopi ve Görüntü Analiz Laboratuvarı Biyomedikal Araştırma Çekirdek Tesisi tarafından gerçekleştirildi. Bu proje NIH hibe R01DK097449 (RWO), R01DK1115190 (RWO, CNL), R01DK090262 (CNL), Gaziler İşleri Liyakat Hibe I01CX001811 (RWO), Pilot ve Fizibilite Hibe Michigan Diyabet Araştırma Merkezi (NIH Grant30-DK0205772), RWO (RWO) tarafından desteklenmiştir Gaziler İdaresi VISN 10 SPARK Pilot Grant (RWO). Michigan Üniversitesi Mikroskopi ve Görüntü Analiz Laboratuvarı Biyomedikal Araştırma Çekirdek Tesisi tarafından gerçekleştirilen taramalı elektron mikroskobu. Bu makalenin Şekil 4'ü ilk olarak Baker et al., J Clin Endo Metab 2017'de yayınlanmıştır; Mar 1;102 (3), 1032-1043. doi: 10.1210/jc.2016-2915 ve Oxford University Press'in izni ile çoğaltıldı [https://academic.oup.com/jcem/article/102/3/1032/2836329]. Bu materyali yeniden kullanmak için lütfen http://global.oup.com/academic/rights ziyaret edin.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| % 0.25 tripsin-EDTA | Gibco, ThermoFisher Scientific Inc., Waltham, MA, ABD | Kedi # 25200056 | |
| 1.5 mL kriyoviyal tüp | Fisher Scientific, ThermoFisher Scientific Inc., Waltham, MA ABD | Kedi # 02-682-557 | |
| % 10 Nötr Tamponlu Formalin | VWR International LLC., Radnor, PA, ABD | Kedi # 89370-094 | |
| 100 & m naylon örgü filtre | Corning Inc., Corning, NY, ABD | Kedi # 352360 | |
| 2-Deoksi-D-glikoz | Sigma-Aldrich, Inc., St Louis, MO, ABD | Kedi # D8375 | |
| 2 nM 3,3 ', 5-Triiyodo-L-tironin sodyum tuzu (T3) | Sigma-Aldrich, Inc. St Louis, MO, ABD | Kedi # T6397 | |
| 24 oyuklu doku kültürü plakaları | VWR International LLC., Radnor, PA, ABD | Kedi # 10861-700 | |
| 3-İzobutil-1-metilksantin (IBMX) | Sigma-Aldrich, Inc. St Louis, MO, ABD | Kedi # I5879 | |
| 96 oyuklu doku kültürü plakaları | VWR International LLC., Radnor, PA, ABD | Kedi # 10861-666 | |
| Antibiyotik-Antimikotik Çözelti (ABAM) | Gibco, ThermoFisher Scientific Inc., Waltham, MA, ABD | Kedi # 15240062 | |
| Biotin | Sigma-Aldrich, Inc. St Louis, MO, ABD | Kedi # B4639 | |
| Sığır Serumu Albümini (BSA) | Sigma-Aldrich, Inc., St Louis, MO, ABD | Kedi # A8806 | |
| Tampon RLT | Qiagen, Hilden, Almanya | Kedi # 79216 | |
| Siglitizone | Sigma-Aldrich, Inc. St Louis, MO, ABD | Kedi # C3974 | |
| Deoksi-D-glikoz, 2 - [1,2-3H (N) ] - | PerkinElmer Inc., Waltham, MA, ABD | Kedi # NET328A250UC | |
| Sığır pankreasından deoksiribonükleaz I, tip II-S | Sigma-Aldrich, Inc. St Louis, MO, ABD | Kedi # D4513 | |
| Deksametazon | Sigma-Aldrich, Inc. St Louis, MO, ABD | Kedi # D4902 | |
| Dimetil Sülfoksit | Fisher Scientific, ThermoFisher Scientific Inc., Waltham, MA ABD | Kedi # BP231 | Yanıcı, kostik |
| Disodyum EDTA | Fisher Scientific, ThermoFisher Scientific Inc., Waltham, MA ABD | Kedisi # BP118 | |
| D-pantotenik asit hemikalsiyum tuzu | Sigma-Aldrich, Inc. St Louis, MO, ABD | Kedisi # 21210 | |
| Dulbecco' s Modifiye Eagle Ortamı: Besin Karışımı F-12 (DMEM / F12 | Gibco, ThermoFisher Scientific Inc., Waltham, MA ABD | Kedi # 11320033 | |
| Etanol | Decon Labs, Inc., Prusya Kralı, PA, ABD | Kedi # DSP-MD.43 | Yanıcı |
| EVE Hücre Sayma Slaytları, NanoEnTek | VWR International LLC., Radnor, PA, ABD | Kedi # 10027-446 | |
| Fetal sığır serumu (FBS) | Gibco, ThermoFisher Scientific Inc., Waltham, MA, Amerika Birleşik Devletleri | Kedi # 10437028 | |
| Glutaraldehit | Sigma-Aldrich, Inc., St Louis, MO, ABD | Kedi # G5882 | Kostik |
| Heksametildisalizane | Sigma-Aldrich, Inc. St Louis, MO, Amerika Birleşik Devletleri | Kedi # 440191 | Yanıcı, yakıcı |
| İnsan insülin çözeltisi | Sigma-Aldrich, Inc. St Louis, MO, ABD | Kedi # I9278 | |
| İzopropanol | Fisher Scientific, ThermoFisher Scientific Inc., Waltham, MA ABD | Kedi#A415 | Yanıcı |
| İzoproterenol | Sigma-Aldrich, Inc., St Louis, MO, ABD | Kedi#I5627 | Yanıcı |
| KCl | Sigma-Aldrich, Inc. St Louis, MO, ABD | Kedi#S25484 | |
| KH2PO4 | Sigma-Aldrich, Inc. St Louis, MO, Amerika Birleşik Devletleri | Kedi#P5655 | |
| Domuz pankreasından lipaz, tip VI-S | Sigma-Aldrich, Inc. St Louis, MO, ABD | Kedi # L0382 | |
| MgSO< alt > 4< / alt > * 7H < alt > 2< / sub>O | Sigma-Aldrich, Inc. St Louis, MO, ABD | Kedi # 230391 | |
| Na2< / sub>HPO4< / sub> | Sigma-Aldrich, Inc. St Louis, MO, ABD | Kedi # S5136 | |
| NaCl | Sigma-Aldrich, Inc. St Louis, MO, ABD | Kedi # S3014 | |
| NaHCO3< / sub> | Fisher Scientific, ThermoFisher Scientific Inc., Waltham, MA ABD | Kedi # S233 | |
| NH < > 4< / sub>Cl | Fisher Scientific, ThermoFisher Scientific Inc., Waltham, MA ABD | Kedi # A661 | |
| Optimum kesim sıcaklık (OCT) bileşiği | Agar Scientific, Ltd., Stansted, Essex, Birleşik Krallık | Kedi # AGR1180 | |
| Yağ Kırmızı-O Çözeltisi (ORO) | Sigma-Aldrich, Inc., St Louis, MO, ABD | Kedi # O1391 | |
| Yağ Kırmızı-O Leke Kiti | American Master Tech Scientific Inc., Lodi, CA, ABD | Kedi # KTORO-G | |
| Osmiyum tetroksit | Sigma-Aldrich, Inc. St Louis, MO, ABD | Kedi # 201030 | Kostik |
| Fenilmetilsülfonil florür (PMSF) | Sigma-Aldrich, Inc. St Louis, MO, ABD Kedi | # 93482 | Kostik |
| Fosfat Tamponlu Tuzlu Su Çözeltisi (PBS) | Fisher Scientific, ThermoFisher Scientific Inc., Waltham, MA ABD | Kedi # SH3025601 | |
| Sığır pankreasından Ribonükleaz A, tip III-A | Sigma-Aldrich, Inc. St Louis, MO, ABD | Kedi # R5125 | |
| RNAEasy Fibröz Doku MiniKit | Qiagen, Hilden, Almanya | Kedi # 74704 | |
| Sintilasyon Sıvısı | Fisher Scientific, ThermoFisher Scientific Inc., Waltham, MA ABD | Kedi # SX18 | |
| Sintilasyon Sayacı | |||
| Makas, forseps, steril | |||
| Sorensen'in fosfat tamponu | Thomas Scientific, Inc., Swedesboro, NJ | CAS #: 10049-21-5 | |
| T-150 kültür şişesi | VWR International LLC., Radnor, PA, ABD | Kedi # 10062-864 | |
| TaqMan Gen İfadesi Master Mix | ThermoFisher Scientific Inc., Waltham, MA ABD | Kedi # 4369016 | |
| Sıcaklık kontrollü orbital çalkalayıcı | |||
| Doku Homojenizatör, BeadBug Mikrotüp Homojenizatör | Benchmark Bilimsel | Kedi # D1030 | |
| Transferrin | Sigma-Aldrich, Inc. St Louis, MO, ABD | Kedi # T3309 | |
| Trigliserit Belirleme Kiti | Sigma-Aldrich, Inc., St Louis, MO, ABD | Kedi # TR0100 | |
| Tripan mavisi leke,% 0.4 | VWR International LLC., Radnor, PA, ABD | Kedi # 10027-446 | |
| Tip II kollajenaz | Gibco, ThermoFisher Scientific Inc., Waltham, MA, ABD | Kedi # 17101015 | |
| Whatman Reeve Angel filtre kağıdı, Sınıf 201, 150mm | Sigma-Aldrich, Inc., St Louis, MO, ABD | Kedi # WHA5201150 |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.