Identifizierung und Zerlegung von diversen Maus-Adipose-Depots
Summary
Adipozyten gibt es in diskreten Depots und haben unterschiedliche Rollen in ihren einzigartigen Mikroumgebungen. Da regionale Unterschiede in Adipozytencharakter und Funktion aufgedeckt werden, ist eine standardisierte Identifizierung und Isolierung von Depots entscheidend für die Weiterentwicklung des Feldes. Hierin stellen wir ein detailliertes Protokoll zur Exzision verschiedener Mausfettdepots vor.
Abstract
Adipose Gewebe sind komplexe Organe mit einer breiten Palette von Funktionen, einschließlich Speicherung und Mobilisierung von Energie als Reaktion auf lokale und globale Bedürfnisse, Entkopplung des Stoffwechsels, um Wärme zu erzeugen, und Sekretion von Adipokinen, um Ganzkörperhomöostase zu regulieren und Immunantworten. Neue Forschung identifiziert wichtige regionale Unterschiede in den Entwicklungs-, molekularen und funktionellen Profilen von Adipozyten, die sich in diskreten Depots im ganzen Körper befinden. Unterschiedliche Eigenschaften der Depots sind medizinisch relevant, da Stoffwechselerkrankungen oft depotspezifische Effekte aufweisen. Dieses Protokoll wird den Forschern einen detaillierten anatomischen Atlas und eine Dissektionsanleitung für die reproduzierbare und genaue Identifizierung und Exzision verschiedener Mausfettgewebe zur Verfügung stellen. Die standardisierte Zerlegung diskreter Fettdepots ermöglicht detaillierte Vergleiche ihrer molekularen und metabolischen Eigenschaften und Beiträge zu lokalen und systemischen pathologischen Zuständen unter verschiedenen Ernährungs- und Umweltbedingungen.
Introduction
Adipose Gewebe spielen eine entscheidende Rolle in ganzer Körper Homöostase, einschließlich Speicherung und Freisetzung von Energie als Reaktion auf lokale und globale Bedürfnisse, Thermoregulation, und Sekretion von Adipokinen Energiebilanz, Stoffwechsel und Immunantworten regulieren1 , 2. Adipozyten werden im ganzen Körper in diskreten Depots verteilt und dienen in einigen Fällen spezialisierten Rollen innerhalb ihrer Mikroumgebungen3,4,5. Historisch gesehen konzentrierte sich die Untersuchung des Fettgewebes auf weißes Fettgewebe (WAT) und seine Rolle bei der Aufrechterhaltung der Energiehomöostase. Die meisten Adipozyten werden im ganzen Körper in subkutanen und viszeralen WAT-Depots verteilt. Die Eigenschaften dieser Depots sind wichtig für die differenzielle Anfälligkeit für Stoffwechselerkrankungen. Subkutane Adipozyten, die sich unter der Haut befinden, wurden mit schützenden metabolischen Effekten in Verbindung gebracht5. Viszerale Adipozyten, die die lebenswichtigen Organe umgeben und in den Depots für Gonaden, Perirenale, Retroperitoneale, Omentale und Perikardsaugen enthalten sind, sind häufig mit Stoffwechselstörungen verbunden, einschließlich Typ-2-Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen2 . Braunes Fettgewebe (BAT) wurde ebenfalls ausgiebig untersucht. Braune und braune Adipozyten drücken entkoppelndes Protein 1 (UCP1) aus und spielen eine wichtige Rolle bei der adaptiven Thermogenese und Glukosehomöostase6,7. Klassische braune Adipozyten sind im interscapularen BAT-Depot8enthalten. Cluster von braunen Adipozyten sind auch an anderen Orten zu finden, einschließlich supklavikuläre, infra/subscapular, zervikale, paravertebrale und periaortische Depots8,9.
Zusätzlich zu ihrer Lage in großen WAT- und BAT-Depots gibt es Adipozyten in diskreten Nischen im gesamten Körper4, wo sie spezielle Funktionen innerhalb ihrer jeweiligen Mikroumgebungen ausführen können. Zum Beispiel, Knochenmark Fettgewebe (BMAT) dient als Lipid-Reservoir, ist eine Hauptquelle des zirkulierenden Adiponectin, und interagiert eng mit Osteoblasten, Osteoklasten, und hämatopoetischen Zellen10,11. Dermale Adipozyten tragen zu weit verbreiteten Prozessen bei, einschließlich Wundheilung, Immunantwort, Thermoregulation und Haarfollikelwachstum12,13. Darüber hinaus können epikardiale Adipozyten mehrere Adipokine und Chemokine produzieren, die lokale und systemische Auswirkungen auf die Entwicklung und das Fortschreiten der koronaren Herzkrankheit ausüben14. Die Ausweitung der inter-/intramuskulären WAT wurde positiv mit erhöhter Fettleibigkeit,systemischer Insulinresistenz und verminderter Muskelkraft und Beweglichkeit 15 korreliert. Darüber hinaus dienen popliteale Adipozyten als Lipidreservoir für lymphatische Expansion während der Infektion16. Während die spezifischen Rollen der verschiedenen Gelenkdepots im Allgemeinen unbekannt sind, wird das Hoffa-Depot (Infrapatellar) innerhalb des Knies nun gedacht, um zu Pathologien beizutragen, einschließlich vorderer Knieschmerzen und Arthrose17.
Während regionale Unterschiede in Adipozytencharakter und Funktion intensiv untersucht werden, wird das Feld derzeit durch das Fehlen eines standardisierten Protokolls zur Identifizierung und Zerlegung verschiedener Mausdepots eingeschränkt. Zuvor veröffentlichte Methoden haben in der Regel die Isolierung von einem oder zwei spezifischen Depots beschrieben und es fehlt die Detailgenauigkeit, die für eine gleichmäßige Exzision erforderlich ist18,19. Das in diesem Manuskript beschriebene Protokoll bietet eine umfassende Anleitung für die spezifischen anatomischen Standorte und Isolationsschritte vieler verschiedener Mausfettdepots. Obwohl WAT-Depots im Mittelpunkt dieses Manuskripts stehen, wird auch die Exzision der interskapulierten BVT ausführlich beschrieben. Adipose Gewebe, die mit diesem Protokoll ausgeschnitten werden, kann für eine Vielzahl von experimentellen Endpunkten verwendet werden, einschließlich Explant-Studien, Histologie und Genexpressionsanalysen.
Das Ziel dieses Manuskripts ist es, den Ermittlern ein detailliertes Protokoll zur eindeutigen und präzisen Identifizierung und Isolierung sowohl prominenter als auch weniger untersuchter Mausfettdepots zur Verfügung zu stellen (Abbildung 1). Diese Ressource wird eine umfassendere Untersuchung der Entwicklungs-, molekularen und funktionellen Eigenschaften von Adipozyten in verschiedenen Nischen ermöglichen.
Abbildung 1: Schematische Darstellung von Mausfettdepots, die in diesem Protokoll seziert werden. Dieses Bild wurde von Bagchi et al., 20184adaptiert. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Da die Bedeutung der vielfältigen molekularen und funktionellen Eigenschaften diskreter Adipozytencluster zunehmend erkannt wird, ist es von entscheidender Bedeutung, dass die Forscher vor Ort für weitere Analysen Wertdepots einheitlich identifizieren und verbrauchen. Bis heute gibt es nur wenige Protokolle für die standardisierte Lokalisierung und Isolierung der breiten Palette von Maus-Fettdepots. Zuvor veröffentlichte Methoden konzentrieren sich in erster Linie auf ein oder zwei Depots und fehlen die Details für …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
O.A.M. wird durch NIH-Zuschüsse DK062876 und DK092759 unterstützt; D.P.B. wird vom University of Michigan Medical Scientist Training Program (T32GM007863), dem University of Michigan Training Program in Organogenesis (T32HD007605), dem University of Michigan Rackham Merit Fellowship und dem Tylenol Future Care Fellowship unterstützt.
Materials
| 10% neutral buffered formalin | Fisher Scientific | 22-110-869 | |
| 24-well plates, untreated | Sigma-Aldrich | CLS3738 | |
| 70% ethanol (dilute from 95%) | Fisher Scientific | 04-355-226 | |
| Dissecting forceps with curved tips | VWR | 89259-946 | |
| Dissecting pan | Carolina Biological Supply Company | 629004 | |
| Dissecting scissors (sharp/blunt tip) | VWR | 82027-588 | |
| Gauze sponges | Vitality Medical | 2634 | Curity 4 x 4 inch gauze sponge, 12 ply |
| Handi-Pins for dissection | Carolina Biological Supply Company | 629132 | |
| Iris scissors (straight) | VWR | 470018-890 | |
| Isoflurane | VetOne | 501017 | |
| Scalpel | VWR | 100499-578 | Feather scalpel handle with blade, disposable |
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