Zum Anzeigen dieser Inhalte ist ein JoVE-Abonnement erforderlich. Melden Sie sich an oder starten Sie Ihre kostenlose Testversion.
Method Article
Dieses Protokoll beschreibt die halbautomatische Isolierung der stromalen vaskulären Fraktion (SVF) aus murinem Fettgewebe, um Präadipozyten zu erhalten und eine Adipozytendifferenzierung in vitro zu erreichen. Die Verwendung eines Gewebedissoziators für den Kollagenaseverdau reduziert die experimentelle Variation und erhöht die Reproduzierbarkeit.
Die in vitro Untersuchung der Differenzierung von weißen, braunen und beigen Adipozyten ermöglicht die Untersuchung zellautonomer Funktionen von Adipozyten und ihrer Mechanismen. Immortalisierte weiße Präadipozyten-Zelllinien sind öffentlich zugänglich und weit verbreitet. Die Entstehung von beigen Adipozyten im weißen Fettgewebe als Reaktion auf äußere Signale lässt sich jedoch nur schwer in vollem Umfang mit öffentlich zugänglichen weißen Adipozytenzelllinien rekapitulieren. Die Isolierung der stromalen vaskulären Fraktion (SVF) aus murinem Fettgewebe wird üblicherweise durchgeführt, um primäre Präadipozyten zu erhalten und eine Adipozytendifferenzierung durchzuführen. Das Zerkleinern und die Kollagenase-Verdauung von Fettgewebe von Hand kann jedoch zu experimentellen Variationen führen und ist anfällig für Verunreinigungen. Hier stellen wir ein modifiziertes halbautomatisches Protokoll vor, das einen Gewebedissoziator für den Kollagenaseverdau verwendet, um eine einfachere Isolierung des SVF zu erreichen, mit dem Ziel, die experimentelle Variation zu reduzieren, die Kontamination zu reduzieren und die Reproduzierbarkeit zu erhöhen. Die gewonnenen Präadipozyten und differenzierten Adipozyten können für funktionelle und mechanistische Analysen verwendet werden.
Die Biologie des Fettgewebes hat aufgrund der weltweit zunehmenden Prävalenz von Fettleibigkeit und Typ-2-Diabetes immer mehr Aufmerksamkeit auf sich gezogen1. Adipozyten speichern überschüssige Energie in Form von Lipidtröpfchen, die beim Verhungern freigesetzt werden. Darüber hinaus hält das Fettgewebe die systemische Energiehomöostase aufrecht, indem es als endokrines Organ dient und mit anderen Geweben kommuniziert 2,3. Interessanterweise werden sowohl überschüssiges Fettgewebe (Fettleibigkeit) als auch Fettabbau (Lipodystrophie) mit Insulinresistenz und Diabetes in Verbindung gebracht1. Adipozyten werden in drei Typen unterteilt: weiß, braun und beige1. Weiße Adipozyten speichern überschüssige Energie hauptsächlich als Lipide, während braune und beige Adipozyten Energie in Form von Wärme über das mitochondriale Entkopplungsprotein-1 (Ucp1)1,4 abführen. Bemerkenswert ist, dass beige Adipozyten (auch als "induzierbare" braune Adipozyten bezeichnet) im weißen Fettgewebe als Reaktion auf Kälte oder sympathische Stimulation auftreten und Genexpressionsmuster aufweisen, die sich mit denen von "klassischen" braunen Adipozyten überlappen, sich aber von ihnen unterscheiden5. In jüngster Zeit wurden braune und beige Adipozyten als potenzielle Ziele für Anti-Adipositas- und Anti-Diabetes-Behandlungen angesehen, die darauf abzielen, "die Energieableitung zu verbessern" und nicht "die Energieaufnahme zu unterdrücken"4. Unterstützend wird berichtet, dass das Risikoallel der FTO-Adipositasvariante rs1421085 beim Menschen, das unter den häufigen Varianten die stärkste Assoziation mit einem höheren Body-Mass-Index (BMI) aufweist 6,7 und verschiedene Gen-Umwelt-Interaktionen8,9 aufweist, die Differenzierung und Funktion der beigen Adipozyten negativ reguliert 10. Der Peroxisom-Proliferator-aktivierte Rezeptor γ (PPARγ) ist als Master-Transkriptionsregulator der Adipogenese bekannt und ist für die Adipozytendifferenzierung notwendig und ausreichend11. Transkriptionsregulatoren, wie die homologiste Domäne PRD1-BF1-RIZ1, die 16 (PRDM16), den frühen B-Zell-Faktor 2 (EBF2) und den Kernfaktor I-A (NFIA) enthält, sind entscheidend für die Differenzierung und Funktion der braunen und beigen Adipozyten 12,13,14,15,16,17,18 . Auf der anderen Seite erfordert die Genprogrammierung weißer Adipozyten transkriptionelle Regulatoren, wie das Transducin-ähnliche Enhancer-Protein 3 (TLE3) und das Zinkfingerprotein 423 (ZFP423)19,20,21.
In-vitro-Modellsysteme ermöglichen die Durchführung molekularer Studien, die darauf abzielen, das Verständnis der Mechanismen zu verbessern, die den Funktionen und Funktionsstörungen von Adipozyten zugrunde liegen. Obwohl öffentlich zugängliche und immortalisierte Präadipozytenzelllinien wie 3T3-L1 und 3T3-F442A existieren22,23,24, wäre die Kultur primärer Präadipozyten und die Differenzierung in Adipozyten ein geeigneteres Modell für die Untersuchung der in vivo Adipogenese. Die Isolierung der stromalen vaskulären Fraktion (SVF) aus murinem Fettgewebe ist eine bekannte Methode zur Gewinnung primärer Präadipozyten25,26. Die Kollagenaseverdauung von Fettgewebe, die üblicherweise mit einem Bakterienschüttler mit einem Röhrchengestell durchgeführt wird, kann jedoch zu experimentellen Variationen führen und ist anfällig für Kontaminationen27,28. Hier beschreiben wir ein alternatives Protokoll, das einen sanften magnetisch aktivierten Zellsortierer (MACS) Gewebedissoziator für den Kollagenaseverdau verwendet, um eine einfachere Isolierung des SVF zu erreichen.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Alle in diesem Protokoll beschriebenen Tierversuche wurden vom Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) der Universität Tokio genehmigt und nach den institutionellen Richtlinien der Universität Tokio durchgeführt.
1. Herstellung von Enzymlösung und Medium
2. Isolierung von Fettgewebe
3. Zerkleinern und Verdauen von Fettgewebe
4. Filtration der Zellsuspension
5. Beschichtung der Zellen
6. Passage von Präadipozyten
7. Herstellung eines Retrovirus, das das SV40 large T-Antigen exprimiert, zur Immortalisierung von Präadipozyten (optional)
8. Immortalisierung von Präadipozyten mit SV40 large T Antigen (optional)
9. Differenzierung der Adipozyten
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Dieses Protokoll liefert vollständig differenzierte, lipidbeladene Adipozyten 7 Tage nach Induktion der Adipozytendifferenzierung. Der Grad der Adipozytendifferenzierung kann durch die Ölrotfärbung von Triglyceriden und Lipiden (Abbildung 1A) oder durch eine mRNA-Expressionsanalyse mittels qPCR-RT von Adipozytengenen, wie dem Hauptregulator der Adipogenese Pparg und seinem Zielmolekül Fabp4 (Abbildung 1B), bewertet werden. Um eine Differenz...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
In dieser Arbeit haben wir ein Protokoll zur Isolierung des SVF aus murinem Fettgewebe beschrieben, um Präadipozyten zu erhalten und eine Adipozytendifferenzierung in vitro durchzuführen. Die Verwendung eines Gewebedissoziators für den Kollagenaseverdau verringerte die experimentelle Variation, verringerte das Risiko einer Kontamination und erhöhte die Reproduzierbarkeit. Obwohl dieses Verfahren ein kritischer Schritt innerhalb des vorgestellten Protokolls ist, ist der Prozess hochgradig automatisiert und es...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Keiner der Autoren hat ein konkurrierendes finanzielles Interesse im Zusammenhang mit dieser Arbeit.
Die Autoren danken Takahito Wada und Saiko Yoshida (The University of Tokyo, Tokyo, Japan) für ihre experimentelle Unterstützung. Diese Arbeit wurde durch die folgenden Stipendien an Y.H. finanziert: Forschungsstipendium des University of Tokyo Excellent Young Researcher Program; Japanische Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaft (JSPS) KAKENHI-Stipendium für Nachwuchswissenschaftler, Fördernummer 19K17976; Stipendium für den Front Runner of Future Diabetes Research (FFDR) der Japan Foundation for Applied Enzymology, Förderkennzeichen 17F005; Stipendium der Stiftung für Pharmakologische Forschung; Stipendium der Mochida Memorial Foundation for Medical and Pharmaceutical Research; Stipendium der MSD Life Science Foundation; Zuschuss der Daiwa Securities Health Foundation; Stipendium der Tokyo Biochemical Research Foundation; Life Science Research Stipendium der Takeda Science Foundation; und Stipendium der SENSHIN Medical Research Foundation.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
100 mm dish | Corning | 430167 | |
12 well plate | Corning | 3513 | |
60 mm dish | IWAKI | 3010-060 | |
Adipose Tissue Dissociation Kit, mouse and rat | Miltenyi Biotec | 130-105-808 | contents: Enzyme D, Enzyme R, Enzyme A and Buffer A |
Cell strainer 70 µm | BD falcon | #352350 | |
Collagen coated dishes, 100 mm | BD | #356450 | |
Collagen coated dishes, 60 mm | BD | #354401 | |
Collagen I Coat Microplate 6 well | IWAKI | 4810-010 | |
Dexamethasone | Wako | 041-18861 | |
Dissecting Forceps | N/A | N/A | autoclave before use |
Dissecting Scissors, blunt/sharp | N/A | N/A | autoclave before use |
Dissecting Scissors, sharp/sharp | N/A | N/A | autoclave before use |
DMEM/F-12, GlutaMAX supplement | Gibco | 10565-042 | |
Fetal Bovine Serum (FBS) | N/A | N/A | |
gentleMACS C Tubes | Milteny Biotec | 130-093-237 | |
gentleMACSOcto Dissociator with Heaters | Miltenyi Biotec | 130-096-427 | |
Humulin R Injection U-100 | Eli Lilly | 872492 | |
Indomethacin | Sigma | I7378-5G | |
Isobutylmethylxanthine (IBMX) | Sigma | 17018-1G | |
Lipofectamine 2000 | Life Technologies | 11668-019 | |
Neomycin Sulfate | Fujifilm | 146-08871 | |
Opti-MEM | Invitrogen | 31985-062 | |
pBABE-neo largeTcDNA (SV40) | Add gene | #1780 | |
PBS tablets | Takara | T900 | |
Platinum-E (Plat-E) Retroviral Packaging Cell Line | cell biolab | RV-101 | |
Polybrene | Nacalai Tesque | 12996-81 | |
Power Sybr Green Master Mix | Applied Biosystems | 4367659 | |
ReverTra Ace qPCR RT Master Mix | TOYOBO | #FSQ-201 | |
RNeasy Mini Kit (250) | QIAGEN | 74106 | |
Rosiglitazone | Wako | 180-02653 | |
T3 | Sigma | T2877-100mg | |
Trypsin-EDTA (0.05%) | Gibco | 25200-056 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Genehmigung beantragen, um den Text oder die Abbildungen dieses JoVE-Artikels zu verwenden
Genehmigung beantragenThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Alle Rechte vorbehalten