Identificación y disección de diversos depósitos de adipose de ratón
Summary
Los adipocitos existen en depósitos discretos y tienen diversos roles dentro de sus microambientes únicos. A medida que se descubren las diferencias regionales en el carácter y la función de los adipocitos, la identificación y el aislamiento estandarizados de los depósitos es crucial para el avance del campo. Aquí, presentamos un protocolo detallado para la escisión de varios depósitos adiposos de ratón.
Abstract
Los tejidos adiposos son órganos complejos con una amplia gama de funciones, incluyendo el almacenamiento y movilización de energía en respuesta a las necesidades locales y globales, el desacoplamiento del metabolismo para generar calor y la secreción de adipolinas para regular la homeostasis de todo el cuerpo y respuestas inmunitarias. La investigación emergente está identificando importantes diferencias regionales en los perfiles de desarrollo, moleculares y funcionales de los adipocitos ubicados en depósitos discretos en todo el cuerpo. Diferentes propiedades de los depósitos son médicamente relevantes ya que las enfermedades metabólicas a menudo demuestran efectos específicos del depósito. Este protocolo proporcionará a los investigadores una guía detallada de atlas anatómicos y disección para la identificación y escisión reproducibles y precisas de diversos tejidos adiposos de ratón. La disección estandarizada de depósitos adiposos discretos permitirá realizar comparaciones detalladas de sus características moleculares y metabólicas y contribuciones a estados patológicos locales y sistémicos en diversas condiciones nutricionales y ambientales.
Introduction
Los tejidos adiposos desempeñan un papel fundamental en la homeostasis de todo el cuerpo, incluido el almacenamiento y la liberación de energía en respuesta a las necesidades locales y mundiales, la termorregulación y la secreción de adipolinas para regular el equilibrio energético, el metabolismo y las respuestas inmunitarias1 , 2. Los adipocitos se distribuyen por todo el cuerpo en depósitos discretos, y en algunos casos cumplen funciones especializadas dentro de sus microambientes3,4,5. Históricamente, el estudio del tejido adiposo se ha centrado en el tejido adiposo blanco (WAT), y su papel en el mantenimiento de la homeostasis energética. La mayoría de los adipocitos se distribuyen por todo el cuerpo en depósitos WAT subcutáneos y viscerales. Las características de estos depósitos son importantes para la susceptibilidad diferencial a las enfermedades metabólicas. Los adipocitos subcutáneos, situados debajo de la piel, se han asociado con efectos metabólicos protectores5. Los adipocitos viscerales, que rodean los órganos vitales y están contenidos dentro de los depósitos gonadal, perirenal, retroperitoneal, omental y pericárdico, están comúnmente vinculados a trastornos metabólicos, incluyendo diabetes tipo 2 y enfermedades cardiovasculares2 . Los tejidos adiposos marrones (BAT) también se han estudiado extensamente. Los adipocitos marrones y marrones expresan la proteína desacoplamiento 1 (UCP1) y desempeñan un papel importante en la termogénesis adaptativa y la homeostasis de glucosa6,7. Los adipocitos marrones clásicos se encuentran enel depósito interescapular BAT 8. Los racimos de adipocitos marrones también se encuentran en otros lugares, incluyendo supraclavicular, infra/subscapular, cervical, paravertebral y depósitos periaorticos8,9.
Además de su ubicación en los principales depósitos WAT y BAT, losadipocitos existen en nichos discretos en todo el cuerpo 4, donde pueden realizar funciones especializadas dentro de sus respectivos microambientes. Por ejemplo, el tejido adiposo de médula ósea (BMAT) sirve como reservorio de lípidos, es una fuente importante de adiponectina circulante, e interactúa estrechamente con osteoblastos, osteoclastos y células hematopoyéticas10,11. Los adipocitos dérmicos contribuyen a procesos generalizados, incluyendo la cicatrización de heridas, la respuesta inmune, la termorregulación y el crecimiento del folículo piloso12,13. Además, los adipocitos epicardiales pueden producir varias adipunos y quimioquinas que ejercen efectos locales y sistémicos sobre el desarrollo y progresión de la enfermedad de las arterias coronarias14. La expansión del WAT intermuscular se ha correlacionado positivamente con el aumento de la adiposidad, la resistencia sistémica a la insulina y la disminución de la fuerza muscular y la movilidad15. Además, los adipocitos popliteales sirven como reservorio de lípidos para la expansión linfática durante la infección16. Mientras que las funciones específicas de diferentes depósitos articulares son generalmente desconocidas, el depósito de Hoffa (infrapatellar) dentro de la rodilla ahora se piensa para contribuir a las patologías, incluyendo dolor de rodilla anterior y osteoartritis17.
Mientras que las diferencias regionales en el carácter y la función de los adipocitos están bajo un estudio intenso, el campo está actualmente limitado por la falta de un protocolo estandarizado para la identificación y disección de diversos depósitos de ratones. Los métodos publicados anteriormente normalmente han descrito el aislamiento de uno o dos depósitos específicos y carecen del nivel de detalle necesario para la escisión uniforme18,19. El protocolo descrito en este manuscrito proporciona una guía completa para los lugares anatómicos específicos y los pasos de aislamiento de muchos depósitos adiposos de ratón diferentes. Aunque los depósitos WAT son el foco principal de este manuscrito, la escisión de BAT interescapular también se describe en detalle. Los tejidos adiposos extusos utilizando este protocolo se pueden utilizar para una amplia variedad de puntos finales experimentales, incluidos estudios explantados, histología y análisis de expresión génica.
El objetivo de este manuscrito es proporcionar a los investigadores un protocolo detallado para identificar y aislar de forma clara y precisa los depósitos de adiposos de ratón prominentes y menos estudiados (Figura1). Este recurso facilitará una investigación más completa de las características de desarrollo, moleculares y funcionales de los adipocitos dentro de diversos nichos.
Figura 1: Representación esquemática de depósitos adiposos de ratón diseccionados en este protocolo. Esta imagen ha sido adaptada de Bagchi et al., 20184. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Protocol
Representative Results
Discussion
A medida que se reconoce cada vez más la importancia de las diversas características moleculares y funcionales de los grupos de adipocitos discretos, es crucial que los investigadores dentro del campo identifiquen y exifren uniformemente los depósitos de adiposo para análisis posteriores. Hasta la fecha, existen pocos protocolos para la localización estandarizada y el aislamiento de la amplia gama de depósitos adiposos de ratón. Los métodos publicados anteriormente se centran principalmente en uno o dos depósito…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
O.A.M. es apoyado por las subvenciones NIH DK062876 y DK092759; D.P.B. cuenta con el apoyo del Programa de Capacitación de Científicos Médicos de la Universidad de Michigan (T32GM007863), el Programa de Capacitación de la Universidad de Michigan en Organogénesis (T32HD007605), la Beca al Mérito rackham de la Universidad de Michigan y la beca Tylenol Future Care Fellowship.
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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