RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
tr_TR
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Bu protokol, adipojenik ve fibro-inflamatuar stromal hücre alt popülasyonlarını murin karın içi beyaz yağ dokusu (WAT) depolarından floresanla aktive edilen hücre sınıflandırması veya immünmanyetik boncuk ayırma yoluyla izole etmek için teknik yaklaşımı açıklar.
Beyaz yağ dokusunun (WAT) stromal-vasküler fraksiyonu (SVF) oldukça heterojendir ve yetişkinlikte WAT'ın genişlemesine ve yeniden şekillenmesine işlevsel olarak katkıda bulunan çok sayıda hücre tipinden oluşur. Bu hücresel heterojenliğin etkilerini incelemenin önündeki muazzam bir engel, in vitro ve in vivo analizler için işlevsel olarak farklı hücre alt popülasyonlarını WAT SVF'den kolayca izole edememektir. Tek hücreli dizileme teknolojisi, son zamanlarda yetişkin farelerin karın içi WAT depolarında fonksiyonel olarak farklı fibro-inflamatuar ve adipojenik PDGFRβ+ perivasküler hücre alt popülasyonlarını tanımlamıştır. Fibro-inflamatuar progenitörler ("FIP'ler" olarak adlandırılır), proinflamatuar bir fenotip uygulayabilen adipojenik olmayan kollajen üreten hücrelerdir. PDGFRβ+ adiposit öncü hücreleri (APC'ler), hücre transplantasyonu üzerine hem in vitro hem de in vivo olarak oldukça adipojeniktir. Burada, bu stromal hücre alt popülasyonlarının murin intraabdominal WAT depolarından izolasyonu için birden fazla yöntem tanımlanmıştır. FIP'ler ve APC'ler, floresanla aktive edilen hücre sınıflandırması (FACS) ile veya biyotinile antikor bazlı immünomanyetik boncuk teknolojisinden yararlanılarak izole edilebilir. İzole edilmiş hücreler moleküler ve fonksiyonel analiz için kullanılabilir. Stromal hücre alt popülasyonunun fonksiyonel özelliklerini izole olarak incelemek, hücresel düzeyde fizyolojik veya patolojik koşullar altında yağ dokusunun yeniden şekillenmesi hakkındaki mevcut bilgilerimizi genişletecektir.
Beyaz yağ dokusu (WAT), memelilerde enerji depolamanın ana bölgesini temsil eder. Bu doku içinde, adipositler veya "yağ hücreleri", büyük tek gözlü lipid damlacıkları halinde paketlenmiş trigliserit formunda fazla kaloriyi depolar. Ayrıca, adipositler, enerji homeostazınınçeşitli yönlerini düzenleyen çok sayıda faktör salgılar 1,2,3. Adipositler, WAT hacminin büyük kısmını oluşturur; bununla birlikte, adipositler, WAT 4,5'te bulunan toplam hücrelerin yalnızca %50'sinden daha azını temsil eder. WAT'ın adiposit olmayan bölmesi veya stromal-vasküler fraksiyon (SVF) oldukça heterojendir ve vasküler endotel hücreleri, dokuda yerleşik bağışıklık hücreleri, fibroblastlar ve adiposit öncü hücre (APC) popülasyonlarını içerir.
WAT, enerji depolama talebi arttıkça boyut olarak genişleme konusundaki olağanüstü kapasitesi açısından olağanüstüdür. Bu doku plastisitesinin korunması önemlidir, çünkü lipitlerin WAT'ta yeterli depolanması, adipoz olmayan dokulara zararlı ektopik lipid birikimine karşı koruma sağlar6. Bireysel WAT depolarının kalori fazlalığına yanıt olarak bu genişlemeye maruz kalma şekli, obezite ortamında insülin duyarlılığının kritik bir belirleyicisidir7. Metabolik sendromlu obez bireylerde gözlenen patolojik WAT genişlemesi, metabolik olarak uygun deri altı yağ dokusu pahasına viseral WAT depolarının tercihli genişlemesi ile karakterizedir. Ayrıca, obezitede insülin direnci, WAT'ın patolojik yeniden şekillenmesi ile ilişkilidir. Bu, mevcut adipositlerin hipertrofik büyümesi (boyutta artış), yetersiz anjiyogenez, kronik metabolik inflamasyon, hücre dışı matris bileşenlerinin birikimi (fibroz) ve doku hipoksisiile karakterizedir 8,9. Obezitenin bu WAT fenotipleri, lipodistrofi durumunda gözlenene benzer şekilde hepatik steatoz ve insülin direnci ile ilişkilidir (fonksiyonel WAT yokluğu). Buna karşılık, metabolik olarak sağlıklı obez popülasyonda sağlıklı WAT genişlemesi gözlenir ve koruyucu deri altı WAT'ın tercihli genişlemesi ve adiposit hiperplazisi10 yoluyla depo genişlemesi ile karakterize edilir. Yeni adipositlerin alımına, adiposit öncü hücrelerinden (APC'ler) ("adipogenez" olarak adlandırılır) de novo adiposit farklılaşması aracılık eder. Adiposit hiperplazisi, nispeten daha düşük derecelerde WAT fibrozu ve metabolik inflamasyon ile çakışır 6,11. WAT mikro çevresindeki çok sayıda hücre tipi, obezitede WAT'ın sağlığını ve genişletilebilirliğini doğrudan etkiler12. Bu nedenle, WAT'ta bulunan çeşitli hücre tiplerinin işlevini tanımlamak, alan için yüksek bir öncelik olmaya devam etmektedir.
Son on yılda, yerel APC'leri insan ve fare WAT SVF13'ten tanımlamak ve izole etmek için çeşitli stratejiler kullanılmıştır. Bu tür stratejiler, antikor bazlı hücre ayırma teknikleri kullanarak ortak mezenkimal kök / progenitör hücre belirteçlerinin hücre yüzeyi ekspresyonuna dayalı olarak APC'leri izole eder. Bu yaklaşımlar, florofor işaretli antikorlar kullanılarak floresanla aktive edilen hücre sınıflandırmasını (FACS) veya immünomanyetik boncuk ayrımını (yani kimyasal olarak modifiye edilmiş antikorlar) içerir. APC'lerin izolasyonu için hedeflenen hücre yüzey proteinleri arasında PDGFRα, PDGFRβ, CD34 ve SCA-1 bulunur. Bu yaklaşımlar APC'ler için zenginleştirmeye yardımcı oldu; Bununla birlikte, bu belirteçlere dayalı olarak izole edilen hücre popülasyonları oldukça heterojendir. Çok yeni tek hücreli RNA dizileme (scRNA-dizilimi) çalışmaları, murin WAT14,15,16,17'nin izole edilmiş stromal-vasküler fraksiyonu (SVF) içindeki stromal hücrelerin moleküler ve fonksiyonel heterojenliğini vurgulamıştır. Kendi scRNA-seq ve fonksiyonel analizlerimizden, yetişkin farelerde intraabdominal WAT'ın stromal bölmesinde fonksiyonel olarak farklı bağışıklık modüle edici ve adipojenik PDGFRβ+ perivasküler hücre alt popülasyonlarını tanımladık ve karakterize ettik15. Fibro-inflamatuar öncüler veya FIP'ler, PDGFRβ+ hücrelerinin belirgin bir alt popülasyonunu temsil eder ve LY6C ekspresyonuna (LY6C + PDGFRβ+ hücreleri) dayalı olarak izole edilebilir15. FIP'ler adipojenik kapasiteden yoksundur, çeşitli uyaranlara güçlü bir pro-inflamatuar yanıt verir, kollajen üretir ve anti-adipojenik faktörler salgılar15. Bu hücrelerin pro-enflamatuar ve fibrojenik aktivitesi, farelerde obezite ile ilişkili olarak artar ve bu hücreleri WAT yeniden şekillenmesinin düzenleyicileri olarak gösterir. LY6C- CD9- PDGFRβ+ alt popülasyonu, adiposit öncü hücrelerini (APC'ler) temsil eder. Bu APC'ler, Pparg ve diğer pro-adipojenik genlerin ekspresyonu ile zenginleştirilir ve in vitro ve in vivo15 olarak olgun adipositlere kolayca farklılaşır. Burada, bu farklı hücre popülasyonlarının FACS kullanılarak yetişkin farelerin karın içi WAT depolarından izolasyonu ve biyotinile antikorlarla immünomanyetik boncuk ayrımı için ayrıntılı bir protokol sunuyoruz. Bu protokol, yetişkin erkek ve dişi farelerin birden fazla karın içi WAT deposundan fonksiyonel olarak farklı adipoz progenitör alt popülasyonları izole etmek için kullanılabilir15. Bu fonksiyonel olarak farklı hücre popülasyonlarını izole edilmiş olarak incelemek, sağlık ve hastalıkta adipogenezi ve intraabdominal yağ dokusunun yeniden şekillenmesini düzenleyen moleküler mekanizmalar hakkındaki mevcut anlayışımıza büyük katkı sağlayabilir.
Aşağıdaki protokol, murin epididimal WAT'tan adipoz progenitörlerin izolasyonunu detaylandırmaktadır; bununla birlikte, aynı prosedür, hem erkek hem de dişi farelerin mezenterik ve retroperitoneal WAT depolarından karşılık gelen hücreleri izole etmek için kullanılabilir15. Farelerde bu depoların nasıl tanımlanacağı ve izole edileceğine dair ayrıntılı bir protokol Bagchi ve ark.18'de bulunabilir. Bu protokol, 6-8 haftalık farelerin kullanımı için optimize edilmiştir. APC'lerin sıklığı ve farklılaşma kapasitesi yaşlanma ile ilişkili olarak azalabilir.
Tüm hayvan protokolleri ve prosedürleri, Texas Üniversitesi Güneybatı Tıp Merkezi Kurumsal Hayvan Kullanımı ve Bakımı Komitesi tarafından onaylanmıştır.
1. Gonadal beyaz yağ dokusundan stromal vasküler fraksiyonun (SVF) izolasyonu
2. FACS kullanarak APC'lerin ve FIP'lerin izolasyonu
3. Adipojenik ve adipojenik olmayan fraksiyonların immünomanyetik ayrımı
4. Akış sitometrisi ile adipojenik ve adipojenik olmayan fraksiyonların saflığını değerlendirin
5. FIP'lerin ve APC'lerin saflığını değerlendirmek için kantitatif PCR kullanarak gen ekspresyonu analizi
6. Hücre kültürü ve farklılaşması
Bu protokol, yetişkin farelerin karın içi WAT depolarından farklı stromal hücre popülasyonlarının izolasyonuna izin veren iki stratejiyi tanımlar. APC'ler ve FIP'ler, FACS (Şekil 1) veya biyotinile antikorlarla immünomanyetik boncuk ayırma (Şekil 2) ile izole edilebilir. Her iki yaklaşım da ticari olarak temin edilebilen reaktifleri ve antikorları kullanır. İmmünomanyetik boncuk ayrımı, gWAT SVF'den adipojenik olmayan hücrelerden adipojenik hücrelerin ayrılmasına yol açar. Akış sitometri analizi, adipojenik fraksiyon içindeki hücrelerin u'inin LY6C-CD9-APC'leri temsil ettiğini gösterdi. Adipojenik olmayan fraksiyonun% >75'i FIP'leri (LY6C + hücreleri) temsil etti.

Şekil 1: PDGFR β + stromal hücre alt popülasyonlarının gonadal WAT'tan FACS ile izolasyonu. (A) Prosedürün şematik genel bakışı: Stromal vasküler fraksiyon (adiposit olmayan hücreler), enzimatik doku sindirimi ve santrifüjleme ile olgun adipositlerden ayrıldı. Floresanla aktive edilen hücre sınıflandırması (FACS) daha sonra endotelyal (CD31+) ve hematopoietik (CD45+) soy hücrelerini çıkarmak ve LY6C+ PDGFRβ+ hücrelerini (FIP'ler) ve LY6C-CD9-PDGFRβ+ hücrelerini (APC'ler) izole etmek için kullanıldı. (B) Temsili FACS toplama kapıları. Panel A, ref.11'den izin alınarak çoğaltılmıştır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: Adipojenik ve adipojenik olmayan stromal hücrelerin immünomanyetik boncuk ayırma ile ayrılması. (A) Prosedürün şematik genel bakışı: Adım 1: CD31 + ve CD45 + hücreleri mıknatısa bağlanır. Bu, hem endotelyal hem de hematopoietik soy hücrelerini ortadan kaldırır. CD31- ve CD45- hücreleri içeren elüat toplandı ve daha sonra sırasıyla LY6C ve CD9'u tanıyan antikorlarla inkübe edildi. Adım 2: CD9 + ve LY6C + hücreleri mıknatısa bağlanır. Adım 3: CD9- ve LY6C- hücrelerini içeren süpernatan (bağlanmamış fraksiyon), adipojenik fraksiyonu (APC'ler) temsil ettiği için toplandı. Nanosferlere bağlı adipojenik olmayan CD9 + ve LY6C + hücreleri, FIP'leri içeren APC olmayan fraksiyon olarak ayrıştırıldı. (B) Sırasıyla adipojenik ve adipojenik olmayan fraksiyonlar içinde APC'lerin (LY6C-CD9-) ve FIP'lerin (LY6C +) sıklığını değerlendirmek için akış sitometrisi analizi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Işık mikroskobu ve gen ekspresyon analizi, 6-8 haftalık farelerin FAC'leri veya gWAT'tan manyetik boncuk ayrılması yoluyla izole edilen APC'lerin, Gonadal APC Kültür ortamında hücrelerin ilk kaplamasını takip eden 7-10 gün içinde lipid içeren adipositlere yüksek derecede farklılaştığını göstermektedir (Şekil 3). Buna karşılık, adipojenik olmayan öncüller (fibro-inflamatuar öncüler veya FIP'ler gibi) fibroblast benzeri kaldı ve aynı kültür ortamında (Gonadal APC Kültür Ortamı) tutulduğunda adiposithaline gelmedi (Şekil 3). APC olmayan kültürlerdeki az sayıda hücrenin bir miktar lipid birikimi gösterdiğine dikkat edilmelidir (Şekil 3D). Bunlar muhtemelen hücre izolasyonu sırasında APC kontaminasyonundan kaynaklanmaktadır. Ek yıkamalar bu fraksiyonun saflığını artırabilir.

Şekil 3: Yetişkin farelerin gWAT'ından izole edilen PDGFR β + stromal hücre popülasyonlarının in vitro farklılaşması. (İ.Ö.) 6-8 haftalık fare gWAT SVF'den immünomanyetik boncuk ayırma (AB) veya FACS (CD) ile izole edilen farklılaşmış stromal hücre alt popülasyonlarının temsili parlak alan görüntüleri. Görüntüler, hücrelerin Gonadal APC Kültür Ortamında kaplanmasından yedi gün sonra çekildi. Kaplamadan sonraki 7-10 gün içinde APC'ler spontan adiposit farklılaşmasına uğrar. Büyütme 10X. Ölçek = 250 μM. (E-F) A-D'de gösterilen diferansiye kültürlerde adiposit seçici genlerin mRNA seviyeleri. Çubuk grafikler ortalama + SEM'i temsil eder. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
| Fıps | Zenginleştirilmiş Genler (APC'lere karşı) | İleri Astar 5'-3' | Ters Astar 5'-3' |
| Ly6c1 | ACTGTGCCTGCAACCTTGTCT | GGCCACAAGAAGAAGAATGAGCAC | |
| CD9 (İngilizce) | GCGGGAAACACTCAAAGCCAT | AAAGCTGTTTCTTGGGGCAGG | |
| Kasım | GTTCCAAGAGCTGTGGAATGG | CTCTTGTTCACAAGGCCGAAC | |
| Efhd1 | GGCCGCTCTAAGGTCTTCAAT | GTCAATAAAGCCGTCCCTTCC | |
| Stmn4 | ACCTGAACTGGTGCGTCATCT | CTTGGGAGGGAGGCATTAAAC | |
| Dact2 (İngilizce) | AGCCCCCTAAAGGAAGAAACC | GGTCCTTGGCCACAGTCATTA | |
| Il33 | ATTTCCCCGGCAAAGTTCAG | AACGGAGTCTCATGCAGTAGA | |
| Ccl2 | CCACAACCTCAAGCACTTC | AAGGCATCACAGTCCGAGTCAC | |
| Tgfb2 | GGTGTTGTTCCACAGGGGTTA | CGGTCCTTCAGATCCTCCTTT | |
| Fn1 | GAGAGCACACCCGTTTTCATC | GGGTCCACATGATGGTGACTT | |
| DPP4 (DPP4) | TGGTGGATGCTGGTGTGTATT | AAGGGGCCTCTCTTCTCTTCCT | |
| Thy1 | TCTTCTTTCCCTTGCCTCTG | AGGTTGCAAGACTCTCGCTGT | |
| APC'ler | Zenginleştirilmiş Genler (FIP'lere karşı) | İleri Astar 5'-3' | Ters Astar 5'-3' |
| Agt | GTTCTGGGCAAAACTCAGTGC | GAGGCTCTGCTGCTCATCATT | |
| Cxcl14 | TGGACGGGTCCAAGTGTAAGT | TCCTCGCAGTGTGGGTACTTT | |
| Mmd2 | ATCTGGGAGCTGATGACAGGA | AGTGGGTACCAGCACCAAATG | |
| PDE11a | CGAGCTTGTCAGGAAAGGAGA | TTCAGCCACCTGTCTGGAGAT | |
| Lrn1 | CAACATGGGAGAGCTGGTTTC | GCACACTACGGAAAGCCAAAC | |
| Pparg (Panor) | GCATGGTGCCTTCGCTGA | TGGCATCTCTGTGTCAACCATG | |
| Fabp4 | ACTGGGCGTGGAATTCGATGA | ACCAGCTTGTCACCATCTCGT | |
| Lpl | CATCGAGAGAGGATCCGAGTGAA | TGCTGAGTCCTTTCCCTTCTG | |
| Cd36 (İngilizce) | GAGTTGGCGAGAAAACCAGTG | GAGAATGCCTCCAAACACAGC |
Tablo 1: FIP'lerin ve APC'lerin izolasyonunu doğrulamak için kullanılan qPCR primer dizileri
T.A.P., Novo Nordisk A/S'nin bir çalışanı ve hissedarıdır
Bu protokol, adipojenik ve fibro-inflamatuar stromal hücre alt popülasyonlarını murin karın içi beyaz yağ dokusu (WAT) depolarından floresanla aktive edilen hücre sınıflandırması veya immünmanyetik boncuk ayırma yoluyla izole etmek için teknik yaklaşımı açıklar.
Yazarlar, mükemmel teknik yardımları için Lisa Hansen ve Kirsten Vestergaard'a ve el yazmasının eleştirel okuması için P. Scherer, N. Joffin ve C. Crewe'ye minnettardır. Yazarlar, burada açıklanan protokollerin geliştirilmesinde mükemmel rehberlik ve yardım için UTSW Akış Sitometrisi Çekirdeğine teşekkür eder. R.K.G., NIH NIDDK R01 DK104789, NIDDK RC2 DK118620 ve NIDDK R01 DK119163 tarafından desteklenir. J.P., Danimarka İnovasyon Fonu'ndan bir doktora öncesi ödül ile desteklenmektedir.
| < Güçlü> Mekanik Doku Hazırlama ve SVF İzolasyonu< / güçlü> | |||
| 40 ve 100 &mikro; m hücreli süzgeçler | Fisher Scientific | 352340/352360 | |
| 1X Fosfat tamponlu salin (PBS) | Fisher Scientific | 21040CV | |
| 5ml polipropilen tüpler | Fisher Scientific | 352053 | |
| 10 ml HBSS | Sigma | H8264 | |
| 10 mg Kollajenaz D (1 mg/ml final cc.) | Roche | 11088882001 | |
| 0,15 g BSA (%1,5 final cc.) | Fisher Scientific | BP1605-100 | |
| 5X MojoSort Tamponu (MS tamponu) | BioLegend | 480017 | |
| 5 ml MojoSort Mıknatıs (MS mıknatıs) | BioLegend | 480019 | |
| 100 &mikro; L MojoSort Streptavidin Nanobeads | BioLegend | 480015 | |
| 10X Kırmızı Kan Hücresi Lizis Tamponu | eBioscience | 00-4300-54 | |
| Fc bloğu (Fare CD16 / CD32) | eBioscience | 553141 | |
| Biotin CD45 | BioLegend | 103103 | Konsantrasyonu: ≤ 0.25 &mikro; 10^6 hücre başına g Tür: Fare Klon: 30-F11 |
| Biotin CD31 | BioLegend | 102503 | Konsantrasyon: ≤ 0.25 &mikro; 10^6 hücre başına g Tür: Fare Klon: MEC13.3 |
| Biotin CD9 | BioLegend | 124803 | Konsantrasyonu: ≤ 0.25 &mikro; 10^6 hücre başına g Tür: Fare Klon: MZ3 |
| Biotin LY6C | BioLegend | 128003 | Konsantrasyon: ≤ 0.25 &mikro; 10^6 hücre başına g Tür: Fare Klon: HK1.4 |
| CD31-PerCP/Cy5.5 | BioLegend | 102419 | Konsantrasyon: Seyreltme 1:400 Tür: Fare Klon: 390 |
| CD45-PerCP/Cy5.5 | BioLegend | 103131 | Konsantrasyon: Seyreltme 1:400 Tür: Fare Klon: 30-F11 |
| CD140b PDGFRβ-PE | BioLegend | 136006 | Konsantrasyon: Seyreltme 1:50 Tür: Fare Klon: APB5 |
| LY6C-APC | BioLegend | 128016 | Konsantrasyon: Seyreltme 1:400 Tür: Fare Klon: HK1.4 |
| CD9-FITC | BioLegend | 124808 | Konsantrasyon: Seyreltme 1:400 Tür: Fare Klon: MZ3 |
| 288 mL DMEM, 1 g/L glikoz ile | Corning | 10-014-CV | |
| 192 mL MCDB201 | Sigma | M6770 | |
| 10 mL Fetal sığır serumu (FBS)** lot#14E024 | Sigma | 12303C | |
| 5 mL %100 ITS ön karışımı | BD Bioscience | 354352 | |
| 5 mL 10 mM L-askorbik asit-2-2fosfat | Sigma | A8960-5G | |
| 50 & mikro; L 100 g/ml FGF-temel | R& D sistemleri | 3139-FB-025 / CF | |
| 5 mL Kalem / Strep | Corning | 30-001-CI | |
| 500 ve mikro; L Gentamisin | Gibco | 15750-060 | |
| **NOT: Birincil APC'lerin adipojenik kapasitesi, ticari FBS'lerin partisinden partisine değişebilir. FBS'nin birden fazla lotu/kaynağı test edilmelidir. |