다양한 마우스 지방 창고의 식별 및 해부
Summary
지방세포는 별도의 창고에 존재하며 고유한 미세 환경 내에서 다양한 역할을 합니다. 지방세포 의 특성과 기능의 지역적 차이가 드러나기 때문에, 표준화된 식별과 창고의 격리는 현장의 발전을 위해 매우 중요합니다. 본 명세서에서, 우리는 다양한 마우스 지방 창고의 절제에 대한 상세한 프로토콜을 제시한다.
Abstract
지방 조직은 지역 및 글로벌 요구에 부응하여 에너지저장 및 동원, 열을 발생시키는 신진대사의 분리, 전신 항상성을 조절하는 아디포핀분비 등 다양한 기능을 갖춘 복합기관으로, 면역 반응. 신흥 연구는 몸 전체에 걸쳐 별도의 창고에 위치한 지방세포의 발달, 분자 및 기능적 프로필의 중요한 지역적 차이를 식별하고 있습니다. 신진 대사 질병은 종종 창고 특정 효과를 보여주기 때문에 창고의 다른 특성은 의학적으로 관련이 있습니다. 이 프로토콜은 다양한 마우스 지방 조직의 재현 가능하고 정확한 식별 및 절제에 대한 자세한 해부학 아틀라스 및 해부 가이드를 조사자에게 제공 할 것입니다. 이산 지방 창고의 표준화 된 해부는 다양한 영양 및 환경 조건하에서 분자 및 대사 특성과 지역 및 전신 병리학 상태에 대한 기여도의 상세한 비교를 허용할 것입니다.
Introduction
지방 조직은 지역 및 글로벌 요구에 부응하여 에너지 저장 및 방출, 체온 조절 및 에너지 균형, 신진 대사 및 면역 반응을 조절하는 아디포핀분비를 포함하여 전신 항상성에 중요한 역할을 합니다1 , 2. 지방 세포는 별도의 창고에서 몸 전체에 분포하고, 어떤 경우에는 자신의 미세환경 내에서 특수 한 역할을 제공 3,4,5. 역사적으로, 지방 조직의 연구는 백색 지방 조직 (WAT)에 중심을 두고 있다, 그리고 에너지 항상성을 유지에 그것의 역할. 대부분의 지방세포는 피하 및 내장 WAT 창고에서 몸 전체에 분포됩니다. 이 창고의 특성은 신진 대사 질환에 대한 차동 감수성에 중요합니다. 피부 아래에 위치한 피하 지방세포는 보호 대사 효과5. 중요한 기관을 둘러싸고 gonadal, 회신, 후회, omental 및 심낭 창고 내에 포함되는 내장 지방세포는 일반적으로 타입-2 당뇨병과 심혈관 질환을 포함한 대사 장애에 연결됩니다2 . 갈색 지방 조직 (BAT) 또한 광범위 하 게 공부 하고있다. 갈색 및 갈색형 지방세포는 결합성 단백질 1(UCP1)을 발현하고 적응형 열발생 및 포도당 항상성6,7에서중요한 역할을 한다. 고전 적 갈색 지방 세포는 중간 BAT 창고8에포함되어 있습니다. 갈색 지방세포의 클러스터는 또한 상부, 적외선/ 자궁 경부, 자궁 경부, 파라척추 및 후부증 창고8,9를포함하여 그밖 위치에서 있습니다.
주요 WAT 및 BAT 창고에 위치하는 것 외에도, 지방세포는 각 마이크로 환경 내에서 특수 기능을 수행할 수 있는 신체4의 개별 틈새에 존재합니다. 예를 들어, 골수 지방 조직(BMAT)은 지질 저장소로서 역할을 하며, 순환 아디포넥틴의 주요 공급원이며, 조골세포, 파골세포 및 조혈세포(10,11)와밀접하게 상호작용한다. 진피 지방세포는 상처 치유, 면역 반응, 체온 조절 및 모낭 성장12,13을포함하는 광범위한 과정에 기여한다. 또한, 상피 지방세포는 관상 동맥 질환의 발달 및 진행에 국소 및 전신 효과를 발휘하는 여러 아디포킨 및 케모카인을 생성할 수 있다(14). 간/근육 내 WAT의 확장은 긍정적으로 증가 된 배분과 상관 관계가있다, 전신 인슐린 저항, 감소 근육 강도 및 이동성15. 또한, 포피라이트 지방세포는 감염 시 림프 확장에 대한 지질 저장소(16)의 역할을 한다. 상이한 관절 창고의 특정 역할은 일반적으로 알려지지 않았지만, 무릎 내의 호파 디포(infrapatellarlar)는 이제 전방 무릎 통증 및 골관절염(17)을 포함하는 병리학에 기여하는 것으로 생각된다.
지방세포 의 특성과 기능의 지역적 차이는 강렬한 연구를 받고 있는 반면, 이 분야는 현재 다양한 마우스 창고의 식별 및 해부를 위한 표준화된 프로토콜의 부재로 인해 제한됩니다. 이전에 공표된 방법은 전형적으로 하나 또는 두 개의 특정 디포의 격리를 설명하고 균일한 절제에 필요한 세부 수준이 결여되어있다(18,19). 이 원고에 설명된 프로토콜은 많은 다른 마우스 지방 창고의 특정 해부학 적 위치 및 격리 단계에 대한 포괄적 인 가이드를 제공합니다. WAT 창고가 이 원고의 주요 초점이지만, 중간 BAT의 절제도 자세히 설명되어 있습니다. 이 프로토콜을 사용하여 절제된 지방 조직은 이식 연구, 조직학 및 유전자 발현 분석을 포함한 다양한 실험 종점에 사용될 수 있다.
이 원고의 목적은 조사관에게 눈에 띄고 연구가 덜 된 마우스 지방 창고를 명확하고 정확하게 식별하고 격리하는상세한 프로토콜을 제공하는 것입니다(그림 1). 이 리소스는 다양한 틈새 시장 내에서 지방세포의 발달, 분자 및 기능적 특성에 대한 보다 완전한 조사를 용이하게 합니다.
그림 1: 이 프로토콜에서 해부된 마우스 지방 창고의 회로도 묘사. 이 이미지는 Bagchi 외, 20184. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
Protocol
Representative Results
Discussion
이산 지방세포 클러스터의 다양한 분자 및 기능적 특성의 중요성이 점점 더 인식됨에 따라, 현장 내의 조사자가 추가 분석을 위해 지방 창고를 균일하게 식별하고 절제하는 것이 중요합니다. 현재까지 표준화된 지역화 및 광범위한 마우스 지방 창고의 격리를 위한 프로토콜은 거의 없습니다. 이전에 공표된 방법은 주로 하나 또는 두 개의 창고에 초점을 맞추고 있으며, 다른 조사자들에 의한 균일…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
O.A.M.은 NIH 교부금 DK062876 및 DK092759에 의해 지원됩니다. D.P.B.는 미시간 대학 의학 과학자 교육 프로그램 (T32GM007863), 조직 발생에 있는 미시간 대학 교육 프로그램 (T32HD007605), 미시간 랙햄 메리트 펠로우십 대학 및 타이레놀 미래 치료 동호회에 의해 지원됩니다.
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 |
Riferimenti
- Cinti, S. The adipose organ at a glance. Disease Models & Mechanisms. 5 (5), 588-594 (2012).
- Rosen, E. D., Spiegelman, B. M. What we talk about when we talk about fat. Cell. 156 (1-2), 20-44 (2014).
- Sanchez-Gurmaches, J., Guertin, D. A. Adipocyte lineages: tracing back the origins of fat. Biochimica et Biophysica Acta. 1842 (3), 340-351 (2014).
- Bagchi, D. P., Forss, I., Mandrup, S., MacDougald, O. A. SnapShot: Niche Determines Adipocyte Character I. Cell Metabolism. 27 (1), 264-264 (2018).
- Tchkonia, T., et al. Mechanisms and metabolic implications of regional differences among fat depots. Cell Metabolism. 17 (5), 644-656 (2013).
- Kajimura, S., Spiegelman, B. M., Seale, P. Brown and Beige Fat: Physiological Roles beyond Heat Generation. Cell Metabolism. 22 (4), 546-559 (2015).
- Frontini, A., Cinti, S. Distribution and development of brown adipocytes in the murine and human adipose organ. Cell Metabolism. 11 (4), 253-256 (2010).
- Zhang, F., et al. An Adipose Tissue Atlas: An Image-Guided Identification of Human-like BAT and Beige Depots in Rodents. Cell Metabolism. 27, 252-262 (2018).
- Sanchez-Gurmaches, J., Guertin, D. A. Adipocytes arise from multiple lineages that are heterogeneously and dynamically distributed. Nature Communications. 5, 4099 (2014).
- Li, Z., Hardij, J., Bagchi, D. P., Scheller, E. L., MacDougald, O. A. Development, regulation, metabolism and function of bone marrow adipose tissues. Bone. 110, 134-140 (2018).
- Scheller, E. L., Cawthorn, W. P., Burr, A. A., Horowitz, M. C., MacDougald, O. A. Marrow Adipose Tissue: Trimming the Fat. Trends in Endocrinology & Metabolism. 27 (6), 392-403 (2016).
- Alexander, C. M., et al. Dermal white adipose tissue: a new component of the thermogenic response. The Journal of Lipid Research. 56 (11), 2061-2069 (2015).
- Kruglikov, I. L., Scherer, P. E. Dermal Adipocytes: From Irrelevance to Metabolic Targets?. Trends in Endocrinology & Metabolism. 27 (1), 1-10 (2016).
- Iacobellis, G. Local and systemic effects of the multifaceted epicardial adipose tissue depot. Nature Reviews Endocrinology. 11 (6), 363-371 (2015).
- Addison, O., Marcus, R. L., LaStayo, P. C., Ryan, A. S. Intermuscular Fat: A Review of the Consequences and Causes. International Journal of Endocrinology. 2014, 1-11 (2014).
- Pond, C. M. Adipose tissue and the immune system. Prostaglandins, Leukotrienes, and Essential Fatty Acids. 73 (1), 17-30 (2005).
- Kloppenburg, A. I. -. F. M. An emerging player in knee osteoarthritis: the infrapatellar fat pad. Arthritis Research & Therapy. 15 (225), 1-9 (2013).
- Mann, A., Thompson, A., Robbins, N., Blomkalns, A. L. Localization, Identification, and Excision of Murine Adipose Depots. Journal of Visualized Experiments. (94), e52174 (2014).
- Casteilla, L., Cousin, B., Calise, D. Choosing an adipose tissue depot for sampling: factors in selection and depot specificity. Methods in Molecular Biology. 155, 1-22 (2008).
- de Jong, J. M., Larsson, O., Cannon, B., Nedergaard, J. A stringent validation of mouse adipose tissue identity markers. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism. 308 (12), E1085-E1105 (2015).
- Cinti, S. The adipose organ. Prostaglandins, Leukotrienes, and Essential Fatty Acids. 73 (1), 9-15 (2005).
- Parlee, S. D., Lentz, S. I., Mori, H., MacDougald, O. A. Quantifying size and number of adipocytes in adipose tissue. Methods in Enzymology. 537, 93-122 (2014).
- Scheller, E. L., et al. Region-specific variation in the properties of skeletal adipocytes reveals regulated and constitutive marrow adipose tissues. Nature Communications. 6, 7808 (2015).
- Scheller, E. L., et al. Use of osmium tetroxide staining with microcomputerized tomography to visualize and quantify bone marrow adipose tissue in vivo. Methods in Enzymology. 537, 123-139 (2014).
- Lukjanenko, L., Brachat, S., Pierrel, E., Lach-Trifilieff, E., Feige, J. N. Genomic profiling reveals that transient adipogenic activation is a hallmark of mouse models of skeletal muscle regeneration. PLoS One. 8 (8), e71084 (2013).
- Pagano, A. F., et al. Muscle Regeneration with Intermuscular Adipose Tissue (IMAT) Accumulation Is Modulated by Mechanical Constraints. PLoS One. 10 (12), e0144230 (2015).
- Khan, I. M., et al. Intermuscular and perimuscular fat expansion in obesity correlates with skeletal muscle T cell and macrophage infiltration and insulin resistance. International Journal of Obesity. 39 (11), 1607-1618 (2015).
- Sulston, R. J., et al. Increased Circulating Adiponectin in Response to Thiazolidinediones: Investigating the Role of Bone Marrow Adipose Tissue. Frontiers in Endocrinology. 7, 128 (2016).
