الأقلمة، تحديد الهوية، واستئصال مستودعات الفئران الدهنية
Summary
نظرا لاتصال جذري والسلبية بين السمنة وأمراض المصاحبة الأخرى، يلعب البحوث حول دور الدهنية في المرض وهناك ما يبرر الصحة العامة. نقدم بروتوكول لعزل واستئصال مستودعات الدهنية مما يسمح لدراسة الدهنية باستخدام في الموقع وطرق المختبر.
Abstract
Obesity has increased dramatically in the last few decades and affects over one third of the adult US population. The economic effect of obesity in 2005 reached a staggering sum of $190.2 billion in direct medical costs alone. Obesity is a major risk factor for a wide host of diseases. Historically, little was known regarding adipose and its major and essential functions in the body. Brown and white adipose are the two main types of adipose but current literature has identified a new type of fat called brite or beige adipose. Research has shown that adipose depots have specific metabolic profiles and certain depots allow for a propensity for obesity and other related disorders. The goal of this protocol is to provide researchers the capacity to identify and excise adipose depots that will allow for the analysis of different factorial effects on adipose; as well as the beneficial or detrimental role adipose plays in disease and overall health. Isolation and excision of adipose depots allows investigators to look at gross morphological changes as well as histological changes. The adipose isolated can also be used for molecular studies to evaluate transcriptional and translational change or for in vitro experimentation to discover targets of interest and mechanisms of action. This technique is superior to other published techniques due to the design allowing for isolation of multiple depots with simplicity and minimal contamination.
Introduction
جعلت الدهنية وظهور ملحوظ في أضواء وسائل الإعلام، وذلك بسبب الزيادة الهائلة السمنة خلال العقود القليلة الأخيرة من القرن ال20. يؤثر السمنة حاليا أكثر من ثلث البالغين و 17٪ من الأطفال والمراهقين في الولايات المتحدة (US) 1. تغطي جميع المجموعات العرقية، وقد أظهرت البحوث الإحصائية المحيطة وباء السمنة أن السود غير اللاتينيين لديها أعلى معدل تعديل سن السمنة (49.5٪) مقارنة مع المكسيكي الاميركيين (40.4٪)، وجميع اللاتينيين (39.1٪)، وغير البيض من أصل اسباني (34.3٪) 2. تأثير الاقتصادي للسمنة هو أيضا مصدر قلق متزايد لنظام الرعاية الصحية. في عام 2012، أشارت التقديرات إلى أن التكلفة السنوية للرعاية الطبية للسمنة في الولايات المتحدة في عام 2005 وكانت 190200000000 $، ما يقرب من 21٪ من ميزانية الإنفاق الطبي بشكل عام. للأسف، قدرت السمنة في مرحلة الطفولة ليكون مسؤولا عن 14 مليار دولار في التكاليف الطبية المباشرة وحدها. إحصائيا، تقرر أن متوسط تكلفة الطبية للكان الأفراد يعانون من السمنة 2741 $ أعلى في السنة من تلك التي من دون هذا الاعتلال 3-5.
السمنة هي عامل خطر رئيسي لمجموعة متنوعة من الظروف مثل: مرض السكري من النوع 2، دسليبيدميا، وأمراض القلب والأوعية الدموية، والسرطان، واضطرابات الهيكل العظمي العضلات والتهاب مزمن. ويرتبط السمنة بعمق إلى التسبب في متلازمة التمثيل الغذائي والأمراض المزمنة الأخرى 6-8. مع مثل هذه الاتصالات جذرية والسلبية بين السمنة وأمراض المصاحبة الأخرى، والبحث العلمي وركزت الانتباه إلى فهم أفضل للالوباء الحالي والأدوار المتنوعة والمحوري الذي يلعبه الدهنية.
تاريخيا، كان يعتبر النسيج الشحمي غير منطقي وكان ينظر كمجرد الأنسجة ملء بسيطة. حاليا، وقد تبين الدهنية للعب العديد من الأدوار الأساسية في وظيفة الجسم في: التمثيل الغذائي، وتنظيم الهرمونات، والتهاب والحماية والعزل 9. وتتكون الأنسجة الدهنية في المقام الأول منالخلايا الشحمية، إلا أنه يحتوي أيضا pericytes، والخلايا البطانية، وحيدات، الضامة والخلايا الجذعية المحفزة 8. يتم توزيع الأنسجة الدهنية في جميع أنحاء الجسم في مستودعات متميزة. مستودعات رئيسية يمكن العثور subdermally، تحت الجلد، العضل، وجدانية 10. وقد ثبت مستودعات الدهنية لمحات المحددة للتمثيل الغذائي مستودع، التي أظهرت قابلية مستودع محددة لالسمنة والاضطرابات ذات الصلة 8.
تقليديا، تم تصنيف الأنسجة الدهنية إلى نوعين رئيسيين: الأنسجة الدهنية البيضاء (WAT) والأنسجة الدهنية البنية (BAT)؛ على الرغم من أن الأدب الحديث يدل على الوجود من مجموعة ثالثة معمد برايت أو البيج الدهنية 11. وقد تبين الأنسجة الدهنية لدينا ألوان مختلفة، الأشكال التضاريسية، وظائف التمثيل الغذائي، وميزات البيوكيميائية وأنماط وراثية التعبير 10. الخلايا الشحمية في WAT لديها واحدة، كبيرة قطرات الدهون وكميات مختلفة من الميتوكوندريا. WATوجدت يغلب في المحليات تحت الجلد والحشوية من الجسم. وظائف WAT في المقام الأول كموقع لتخزين الطاقة وحماية الجهاز. الخلايا الشحمية في BAT لها التشكل متعددة المساكن والميتوكوندريا وفيرة. يقع BAT في المقام الأول في الرقبة والأوعية الدموية الكبيرة في الصدر، وكذلك كتف 12. BAT وظائف في المقام الأول في السلوكيات إنفاق الطاقة التي تنظم توليد الحرارة 7. وقد تبين الدهنية برايت أو البيج لمشاركة التشكل مماثلة والتعبير إلى BAT ولكن تم العثور أن نشأت من الخلايا الشحمية البيضاء 11.
طريقة جراحية وصفها في هذه المخطوطة يوفر الباحثين مع القدرة على تحليل تأثيرات مختلفة أن عوامل مثل: البيئة، والمستحضرات الصيدلانية، وعلم الوراثة، ويكون على الدهنية. وكذلك يلعب مفيد أو ضار دور الدهنية في المرض والصحة العامة. أيضا، وتوفير وسيلة لتحديد وعزل أنواع مختلفة من الأنسجة الدهنية لالسماح لفهم أفضل للعلاقات البيوكيميائية والاختلاف بين مستودعات. هذا يمكن أن تساعد في تحديد العلاقة بين المكان، وظيفة، وأنواع من الدهون داخل الجسم. هذا الأسلوب هو موضح يحقق ذلك عن طريق توفير وسائل التصور الإجمالي، وتحليل التعبير الجيني، وتحليل البروتين التعبير، والفحص النسيجي، والعزلة من خطوط الخلايا الأولية للدراسات في المختبر. حاليا هناك العديد من المقالات التي توفر نظرة ثاقبة سلوك الأيضي للمستودعات الدهنية المختلفة، وكذلك مواقعها التشريحية. ولكنها لا توفر وسيلة متعمقة حول كيفية ترجمة على وجه التحديد، وتحديد، وعزل هذه المستودعات. يوفر هذا الأسلوب الجراحي تقنية دقيقة التي تسمح لعزل مستودعات متعددة مع كمية ضئيلة من تشريح والتلوث مقارنة مع أساليب أخرى مصممة لعزل واحد أو اثنين من مستودعات 13-14.
والهدف من هذا البروتوكول هو توفيرطريقة دقيقة لتحديد وعزل أنواع مختلفة من مستودعات الدهون من مواقع التشريحية متعددة.
Protocol
Representative Results
Discussion
السمنة يمكن أن يؤدي إلى مجموعة واسعة من الحالات المرضية وفهم كامل للدور الذي الدهنية ليست مفهومة تماما يلعب. وبالتالي مواصلة البحث في مجال الدهنية أمر ضروري. النماذج الحيوانية، وتحديدا نماذج الفئران هي مثالية للبحث الأولي في تطور الأمراض واختبار العلاجات الدوائية ?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors have no acknowledgements.
Materials
| Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| isoflurane | Med-Vet International | #RXISO-250 | |
| 70% Ethanol | Fisher | 07-678-001 | |
| DMEF-12 | Sigma Aldrich | D-6421 | Warm in waterbath before putting on tissue |
| 2 mL microcentrifuge tubes | Midsci | MCT-200-C-S | |
| Phosphate buffered saline | Sigma Aldrich | P5368-10PAK |
Riferimenti
- Ogden, C. L., Carroll, M. D., Kit, B. K., Flegal, K. M. Prevalence of obesity in the United States, 2009-2010. NCHS Data Brief. 82, 1-8 (2012).
- Flegal, K. M., Carroll, M. D., Kit, B. K., Ogden, C. L. Prevalence of obesity and trends in the distribution of body mass index among US adults, 1999-2010. 307 (5), 491-497 (2012).
- Cawley, J., Meyerhoefer, C. The medical care costs of obesity: an instrumental variables approach. Journal of Health Economics. 31 (1), 219-230 (2012).
- Marder, W., Chang, S. Childhood Obesity: Costs, Treatment Patterns, Disparities in Care, and Prevalent Medical Conditions. Thomson Medstat Research Brief. , (2006).
- Cortez, M., Carmo, L. S., Rogero, M. M., Borelli, P., Fock, R. A. A high-fat diet increases IL-1, IL-6, and TNF-α production by increasing NF-κB and attenuating PPAR-γ expression in bone marrow mesenchymal stem cells. Inflammation. 36 (2), 379-386 (2013).
- Sanchez-Gurmaches, J., Hung, C. M., Sparks, C. A., Tang, Y., Li, H., Guertin, D. A. PTEN loss in the Myf5 lineage redistributes body fat and reveals subsets of white adipocytes that arise from Myf5 precursors. Cell Metab. 16 (3), 348-362 (2012).
- Sethi, J. K., Vidal-Puig, A. J. Thematic review series: adipocyte biology. Adipose tissue function and plasticity orchestrate nutritional adaptation. J Lipid Res. 48 (6), 1253-1262 (2007).
- Aarsland, A., Chinkes, D., Wolfe, R. R. Hepatic and whole-body fat synthesis in humans during carbohydrate overfeeding. Am J Clin Nutr. 65 (6), 1774-1782 (1997).
- Park, A., Kim, W. K., Bae, K. H. Distinction of white, beige and brown adipocytes derived from mesenchymal stem cells. World J. Stem Cells. 6 (1), 33-42 (2014).
- Wu, J., et al. Beige adipocytes are a distinct type of thermogenic fat cell in mouse and. 150 (2), 366-376 (2012).
- Giralt, M., Villarroya, F. White, brown, beige/brite: different adipose cells for different functions. Endocrinology. 154 (9), 2992-3000 (2013).
- Casteilla, L., Pénicaud, L., Cousin, B., Calise, D. Choosing an adipose tissue depot for sampling: factors in selection and depot specificity. Methods Mol. Biol. 456, 23-38 (2008).
- Grant, R., Youm, Y. H., Ravussin, A., Dixit, V. D. Quantification of adipose tissue leukocytosis in obesity. Methods Mol. Biol. 1040, 195-209 (2013).
