Yağ dokusu (AT), yaklaşık %20 adipositten oluşan metabolik olarak aktif bir organdır ve insanlarda bağışıklık hücreleri, fibroblastlar, öncül hücreler ve damar hücrelerinin heterojen bir karışımıdır1. AT, uniloküler beyaz yağ dokusu (WAT), çok loklu kahverengi yağ dokusu (BAT) ve ara bej yağ dokusu olarak sınıflandırılır; bu doku bileşim, fonksiyon ve anatomik konumdaki heterojenliği yansıtır. WAT, gelişimsel kökeni, gen ifade profilleri ve metabolik fonksiyon bakımından farklılık gösteren deri altı (SCAT), visseral (VAT), perivasküler ve ilik yağ depoları arasında dağılır. Lipid depolamadaki rolünün ötesinde, AT sitokinler, hormonlar ve adipokinler salgılayarak endokrin bir organolarak işlev görür 2. SCAT ile karşılaştırıldığında, VAT daha metabolik olarak aktiftir ve inflamatuar hücreler açısından zenginleştirilir; bu da özellikle AT iltihabı ve tip 2 diyabet 3,4,5 gibi metabolik hastalıklar üzerine yapılan çalışmalar için önemlidir.
AT, metabolik sağlığın önemli bir düzenleyicisidir ve birçok eşzamanlı hastalıkla ilişkili obezitede merkezi bir rol oynar. Obezite, adiposit hipertrofisi, hiperplazi veproliferasyonu 6 teşvik ederken, AT genişlemesi ve iltihaplanma hiperglisemi, hiperinsülinemi, hipertrigliseridemi ve glukoz toleransının bozulmasıyla güçlü bir şekildeilişkilidir 3. AT genişlemesinin, yıllık yaklaşık %10 hücresel dönüşüm ile birlikte arttığı ve makrofajların katılımını tetiklediği varsayılan olarak yıllık yaklaşık %10 hücreseldönüşüm ile birlikte gerçekleşmektedir 8. Adipositler makrofajlardan önemli ölçüde daha büyük (100–200 μm) olduğundan, yaklaşık beş kat küçük hücrelerin etkili fagositoz yapması zordur; bu da doku homeostazını bozur ve kronik ATiltihabını teşvik eder 9. Yağ dokusu makrofajları (ATM'ler), aşırı boyutlu ölen adipositlerin temizlenmesine aracılık eder; ya çok çekirdekli dev hücrelere (MGC) birleşerek ya da ölü adipositlerin etrafında taçvari yapılar (CLS) oluşturup lizozomal ekzositoz ile parçalanarak 10,11,12. CLS bolluğu, obezite ile ilişkili iltihapile ilişkilidir 11,13.
Sağlıklı AT'lerde ATM'ler ağırlıklı olarak anti-inflamatuar M2 benzeri makrofajlardır, oysa obezite, pro-inflamatuar M1 benzeri fenotip 14,15'e doğru kaymayı teşvik eder. Metabolik olarak aktive makrofajlar (MMler) ve lizozomal ekzositoz yoluyla ölü adipositlerin temizlenmesinde önemli roller oynayan lizozom olarak ayrı makrofajlar (LAM) dahil olmak üzere mekanik olarak ayrı makrofaj alt setleriortaya çıkar 16,17,18.
Fizyolojik olarak ilgili çok hücreli bir ortamda AT iltihabını araştırmak için, protokol yağsız farelerden elde edilen organotipik VAT ekzplant kültürlerine dayalı ex vivo fare modeli oluşturdu. 7–10 gün boyunca kültürlenen VAT explantları, CLS oluşumu, makrofaj fenotipi ve inflamatuar sitokin üretimi açısından en az 12 hafta yüksek yağlı diyet (HFD) beslemesinden sonra gözlemlenenle karşılaştırılabilir bir inflamatuar fenotipgeliştirir 9,19. Önemli olarak, bu yaklaşım hayvan kullanımını azaltır, diyet müdahale onaylarına olan ihtiyacı ortadan kaldırır ve uzun vadeli diyet müdahale çalışmalarına olan bağımlılığı azaltarak 3R ilkelerine katkıda bulunur. Tek hücreli kültür modelleri gibi geleneksel iki boyutlu (2D) hücre kültür sistemlerine (örneğin, 3T3-L1 hücreleri veya birincil adiposit kültürleri) kıyasla bu yöntem doku karmaşıklığını ve hücre çeşitliliğini korur ve böylece bağışıklık hücreleri ile adipositler arasındaki fizyolojik hücre-hücre etkileşimlerinin araştırılmasını mümkün kılar.
Kültürlenmiş AT eksplantları, çok çeşitli analitik yaklaşımlarla uyumludur. Canlı konfokal görüntüleme, ATM birikiminin, CLS oluşumunun ve MGColuşumunun izlenmesini sağlar 9,19. Kollagenaz sindirimi, stromal vasküler fraksiyonun (SVF) akış sitometrik analizleri için izole edilmesini sağlar; bunlar arasında proliferasyon testleri ve M1-benzeri, M2-benzeri veya MMefenotipleri 12'nin belirlenmesi dahildir. Gen ekspresyonu analizleri, nicel PCR (qPCR) ve RNA dizileme dahil olmak üzere, tüm eksplantlar, SVF hücreleri veya sıralanmış makrofajlarüzerinde yapılabilir. 9. Protein ekspresyonu ve enzimatik aktivite Western blotting veya ELISA 12,20,21 ile değerlendirilebilirken, doku mimarisi ve belirteç ekspresyonu tam montaj boyama ve immünoflüoresans 9,22 ile görselleştirilebilir. Ayrıca, ATM tüketilmesi ve sitokin tedavisi dahil olmak üzere farmakolojik ve genetik müdahaleler kolaycauygulanabilir 21,23,24.
Özetle, HFD benzeri AT iltihabının bu ex vivo fare modeli, adiposit ölümünün araştırılmasını, hücresel davranışın doğrudan yerinde gözlemlenmesini ve AT immünolojisiyle ilgili farmakolojik veya genetik manipülasyonları mümkün kılar (Şekil 1).

Şekil 1: İş akışının grafiksel özeti. Viseral yağ dokusu (AT) farelerden izole edilir, küçük ekzplantlara bölünür ve 7–10 gün boyunca kültürlenir. Kültür döneminde, eksplantlar inflamatuar bir fenotip geliştirir ve bu da kontrollü ex vivo koşullarda yağ dokusu iltihabının incelenmesini mümkün kılar. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.