Name: an efficient method to obtain dedifferentiated fat cells
Uploaded: 2016-07-15T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 11 s
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This research was supported in part by Program for Creating Start-ups from Advanced Research and Technology (START Program) from the Japan Society for the Promotion of Science (ST261006IP, TM) and by Program for the Strategic Research Foundation at Private Universities (2014-2019) (S1411018, TM) from the Ministry of Education, Sports, Science and Technology.

I campioni di grasso sottocutaneo umano sono stati ottenuti da pazienti sottoposti a chirurgia nei dipartimenti di Chirurgia Plastica, Urologia, Chirurgia Pediatrica e Chirurgia Ortopedica dell&#39;Ospedale Nihon dell&#39;Università Itabashi (Tokyo, Giappone). I pazienti hanno dato consenso informato scritto, e il Comitato Etico della Nihon University School of Medicine ha approvato lo studio. 1. Preparazione del tessuto <ol><li> Portare il campione di tessuto dalla sala operatoria al laboratorio. </li><li> Lavare 1-2 g di tessuto adiposo con 5 ml di PBS (-) a temperatura ambiente (RT), una volta, in un tubo da 50 ml e quindi posizionare il campione in un piatto di plastica 10 cm. </li></ol> 2. Collagenasi Digestione <ol><li> Rimuovere il campione dalla PBS (-), poi aggiungere 10 ml di soluzione sterile 0,1% (w / v) soluzione di collagenasi (collagenasi di tipo II) del recipiente contenente il campione di tessuto. </li><li> Macinare il tessuto con le forbici chirurgiche per circa 15 min, fino a raggiungere un composto frullatarenza. </li><li> Successivamente, digerire il tessuto tritato nel 0,1% (w / v) di collagenasi a 37 ° C per 30 min (60 rpm) in un tubo da 50 ml con leggera agitazione su un agitatore. </li><li> Filtrare il campione digerito attraverso un filtro 100 micron in un tubo da 50 ml. Avanti, passare 10 ml di DCM (vedi Tabella dei Materiali) integrato con il 2% FBS attraverso il filtro. </li></ol> Isolamento 3. cellulare <ol><li> Centrifugare le cellule filtrate a 100 xg per 1 min a RT. </li><li> A questo punto, preparare 5 ml di DCM integrato con il 2% FBS in un tubo da 50 ml. </li><li> Successivamente, elaborare le cellule di grasso galleggianti utilizzando una pipetta ml 1.000 e aggiungere le cellule di un terreno contenente 50 ml di tubo. </li><li> Successivamente, scuotere il tubo da 50 ml delicatamente per miscelare il medium DCM con le cellule. </li><li> Poi, centrifugare la provetta a 100 xg per 1 min a RT. </li><li> Eliminare il mezzo sul fondo del tubo con un ago 18 G e una siringa da 20 ml. </li><li> Successivamente, aggiungere 10 ml di DCM supplemented con 2% FBS alle cellule raccolte. </li><li> Mescolare il DCM con le cellule agitando il tubo da 50 ml con delicatezza. </li><li> Centrifugare la provetta a 100 xg per 1 min a RT. </li></ol> 4. Cellule placcatura <ol><li> Aggiungere 41 ml di DCM o DMEM supplementato con 20% FBS in un pallone 12,5 centimetri. </li><li> Successivamente, utilizzando una pipetta 200 ml aggiungere 40 ml di cellule di grasso al pallone. </li><li> Poi, riempire il pallone con DCM o DMEM supplementato con il 20% FBS. PUNTO CRITICO: A questo punto, in modo che le cellule sono diffuse in tutto il mezzo. Controllare visivamente le cellule staccate e poi tenere il pallone sul coperchio di una capsula di Petri giro per mantenerla piatta. </li><li> Infine, il recipiente all&#39;interno dell&#39;incubatrice e lasciato indisturbato in un incubatore CO 2 5% a 37 ° C per 7 giorni. </li><li> Dopo una settimana di incubazione, invertire il pallone e verificare la presenza di cellule DFAT. Successivamente, valutare DFAT generazione delle cellule di competenza, come descritto da 10 a questo punto fibroblcellule AST-simile (cellule DFAT) si trovano in regioni distinte dalle cellule grasse. </li><li> Aggiungere 5 ml di DCM o DMEM supplementato con il 20% FBS al pallone dopo la rimozione del precedente mezzo di coltura cellulare. Permettono alle cellule di crescere DFAT per un&#39;altra settimana dopo aver cambiato il mezzo. </li><li> Utilizzando un contatore di cellule, contare il numero di cellule DFAT ottenuti in diverse condizioni di coltura cellulare (DCM vs. DMEM). </li></ol>

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	<li>Lanzoni, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Concise+review:+clinical+programs+of+stem+cell+therapies+for+liver+and+pancreas.">Concise review: clinical programs of stem cell therapies for liver and pancreas.</a> Stem Cells. 31 (10), 2047-2060 (2013).</li><li>de Girolamo, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mesenchymal+stem/stromal+cells:+a+new+"cells+as+drugs"+paradigm.+Efficacy+and+critical+aspects+in+cell+therapy.">Mesenchymal stem/stromal cells: a new "cells as drugs" paradigm. Efficacy and critical aspects in cell therapy.</a> Curr. Pharm. Des. 19 (13), 2459-2473 (2013).</li><li>Lindroos, B., Suuronen, R., Miettinen, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+potential+of+adipose+stem+cells+in+regenerative+medicine.">The potential of adipose stem cells in regenerative medicine.</a> Stem Cell. Rev. 7 (2), 269-291 (2011).</li><li>Yan, J., Tie, G., Xu, T. Y., Cecchini, K., Messina, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mesenchymal+stem+cells+as+a+treatment+for+peripheral+arterial+disease:+current+status+and+potential+impact+of+type+II+diabetes+on+their+therapeutic+efficacy.">Mesenchymal stem cells as a treatment for peripheral arterial disease: current status and potential impact of type II diabetes on their therapeutic efficacy.</a> Stem Cell. Rev. 9 (3), 360-372 (2013).</li><li>Ringden, O., Keating, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mesenchymal+stromal+cells+as+treatment+for+chronic+GVHD.">Mesenchymal stromal cells as treatment for chronic GVHD.</a> Bone Marrow Transplant. 46 (2), 163-164 (2011).</li><li>Matsumoto, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mature+adipocyte-derived+dedifferentiated+fat+cells+exhibit+multilineage+potential.">Mature adipocyte-derived dedifferentiated fat cells exhibit multilineage potential.</a> J. Cell. Physiol. 215 (1), 210-222 (2008).</li><li>Lessard, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+human+adipose+stem+cells+through+dedifferentiation+of+mature+adipocytes+in+ceiling+cultures.">Generation of human adipose stem cells through dedifferentiation of mature adipocytes in ceiling cultures.</a> J. Vis. Exp. (97), (2015).</li><li>Lessard, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+dedifferentiating+human+mature+adipocytes+from+the+visceral+and+subcutaneous+fat+compartments:+fibroblast-activation+protein+alpha+and+dipeptidyl+peptidase+4+as+major+components+of+matrix+remodeling.">Characterization of dedifferentiating human mature adipocytes from the visceral and subcutaneous fat compartments: fibroblast-activation protein alpha and dipeptidyl peptidase 4 as major components of matrix remodeling.</a> PLoS One. 10 (3), 0122065 (2015).</li><li>Peng, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phenotypic+and+Functional+Properties+of+Porcine+Dedifferentiated+Fat+Cells+during+the+Long-Term+Culture+In+Vitro.">Phenotypic and Functional Properties of Porcine Dedifferentiated Fat Cells during the Long-Term Culture In Vitro.</a> Biomed. Res. Int. 2015, 673651 (2015).</li><li>Kono, S., Kazama, T., Kano, K., Harada, K., Uechi, M., Matsumoto, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phenotypic+and+functional+properties+of+feline+dedifferentiated+fat+cells+and+adipose-derived+stem+cells.">Phenotypic and functional properties of feline dedifferentiated fat cells and adipose-derived stem cells.</a> Vet. J. 199 (1), 88-96 (2014).</li><li>Bellin, M., Marchetto, M. C., Gage, F. H., Mummery, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induced+pluripotent+stem+cells:+the+new+patient.">Induced pluripotent stem cells: the new patient.</a> Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 13 (11), 713-726 (2012).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Adipociti maturi che subiscono in vitro de-differenziazione, un processo noto come la cultura del soffitto, può tornare ad un fenotipo più primitivo e acquisire capacità proliferative. Queste cellule sono indicati come le cellule di grasso dedifferenziato (DFAT). Il potenziale di differenziazione multilineare delle cellule DFAT è stata valutata. Citometria a flusso di analisi e analisi di espressione genica hanno rivelato che le cellule DFAT erano altamente omogenea rispetto ai ASC 6. Infatti il profilo antigene di superficie cellulare delle cellule DFAT è molto simile a quelli trovati in ASCs 6. Di conseguenza, le cellule DFAT possono funzionare in modo simile a MSC. L&#39;altro gruppo che ha generato successo cellule DFAT utilizzato un mezzo di coltura cellulare DMEM F12 supplementato con 20% siero di vitello 7-8. Anche se abbiamo tentato di produrre cellule DFAT utilizzando un mezzo di coltura cellulare supplementato con 10% FBS, il numero di cellule DFAT prodotti con questo protocollo era significativamente inferiore wgallina integrato con 20% FBS (dati non mostrati). Pertanto, la concentrazione FBS e / o del suo contenuto è importante sia per dedifferentiation di cellule DFAT e / o la proliferazione di cellule DFAT. Come parte di un futuro studio, si cercherà di chiarire ulteriormente il meccanismo con cui il contenuto di siero determina la generazione di cellule DFAT e la proliferazione. D&#39;altra parte, DCM contiene meno glucosio, acidi grassi e altre sostanze chimiche che il DMEM utilizzato nel nostro studio. Questa variabilità nelle cellule in coltura costituenti medie può modulare l&#39;efficienza sia la generazione di cellule DFAT e la crescita. Infatti, bassa concentrazione di glucosio migliora leggermente l&#39;efficienza della produzione di cellule DFAT utilizzando DMEM (dati non mostrati). Anche se i precisi meccanismi sottostanti effetto di DCM sulla generazione delle cellule DFAT e la crescita sono sconosciuti, postuliamo qui che la concentrazione di taluni componenti medie spinge questi eventi cellulari. Ulteriori studi sono necessari per chiarire questo punto. Inoltre, dal momento che abbiamo testato un limited numero di formulazioni DMEM, ulteriori esperimenti sono tenuti a confrontare l&#39;efficienza di altre variazioni DMEM (ad esempio, DMEM contenente L-glutammina o piridossina) nella produzione di celle DFAT. Anche se siamo in grado di produrre le cellule DFAT, i meccanismi molecolari che regolano la generazione di cellule DFAT è ancora chiaro. Domande simili circondano la produzione di cellule iPS 11. Come tale utilizzo clinico di queste modalità terapeutiche richiederà un ulteriore approfondimento dei meccanismi di regolazione dello stato delle cellule. Di conseguenza, crediamo fermamente che le cellule DFAT forniscono un modello per chiarire come le cellule tornano ad uno stato di cellule staminali simil-, privo di trasduzione genica esterni. protocolli di produzione delle cellule DFAT sono quindi, in corso di ottimizzazione attualmente per l&#39;utilizzo in futuri studi clinici. Garantire che il trattamento collagenasi e grasso isolamento delle cellule sono entrambi eseguiti correttamente è un fattore chiave nel generare con successo le cellule DFAT che utilizzano questo protocollo. appruso opriate di forbici sottili e la rimozione delle bolle durante la coltura anche un aiuto nel migliorare la proliferazione delle cellule DFAT.

Terapia cellulare e ingegneria dei tessuti sono temi caldi nel campo della medicina rigenerativa 1-5. Mentre queste modalità terapeutiche molto promettenti, diversi problemi tecnici attualmente ostacolano il loro uso clinico. A questo proposito, come nella generazione di cellule iPS, tutte le terapie ingegneria tissutale devono produrre celle libere di trasduzione del gene esterni al fine di mantenere la sicurezza del paziente. Di conseguenza, siamo stati il primo gruppo a produrre con successo cellule umane DFAT 6. Molti altri gruppi di ricerca hanno poi adottato il nostro metodo per generare cellule DFAT di origine mammiferi 7-9, evidenziando ulteriormente l&#39;utilità del nostro modello. Nel corso di diversi studi, abbiamo trovato che la qualità dell&#39;ambiente coltura cellulare può essere modificato regolando il contenuto del mezzo cellulare. Questa scoperta ha portato ad un aumento del tasso di successo della produzione di celle DFAT e migliore qualità delle cellule; entrambi i fattori criticigenerando in modo efficiente le cellule per i futuri studi clinici. A questo proposito, una migliore mezzo di coltura DFAT (DCM, un fluido simile al mesenchimali staminali medio cellule, che contiene insulina umana ricombinante, albumina sierica, acido L-glutammico, diversi acidi grassi e colesterolo) e un metodo per la generazione di cellule DFAT e la proliferazione è stato sviluppato (ulteriori informazioni sul contenuto di DCM è disponibile su richiesta). Utilizzando cellule di alta qualità DFAT questo metodo sono stati generati con la capacità di differenziarsi in diversi tipi di cellule, tra cui adipogenico, osteogenico, e le cellule condrogeniche. Complessivamente, questo convalidata protocollo coltura cellulare migliora la qualità delle cellule DFAT e può essere molto utile per migliorare applicazioni cliniche di terapia cellulare e ingegneria tessutale.

<table><tbody><tr><td>CSTI303-MSC medium&amp;nbsp;</td><td>CSTI</td><td>87-671</td><td>This medium is defined as DCM in the text</td></tr><tr><td>PBS(-)</td><td>Wako</td><td>166-23555</td><td>It does not contain Mg&lt;sup&gt;2+&lt;/sup&gt; and Ca&lt;sup&gt;2+&lt;/sup&gt;</td></tr><tr><td>DMEM medium</td><td>Gibco</td><td>11965-092</td><td></td></tr><tr><td>Fetal Bovine Serum</td><td>Sigma</td><td>172012</td><td></td></tr><tr><td>Collagenase type II</td><td>Sigma</td><td>C-6885</td><td></td></tr><tr><td>Scissors</td><td>Takasago Medical Industry Co., Ltd</td><td>TKZ-F2194-1</td><td></td></tr><tr><td>Shaker</td><td>TAITEC</td><td>Bioshaker V.BR-36</td><td></td></tr><tr><td>Falcon Cell Strainer 100 &amp;mu;m Yellow</td><td>CORNING LIFE SCIENCES&amp;nbsp;</td><td>DL 352360</td><td></td></tr><tr><td>Falcon 12.5 cm&amp;sup2; Rectangular Canted Neck Cell Culture Flask with Blue Vented Screw Cap</td><td>CORNING LIFE SCIENCES&amp;nbsp;</td><td>353107</td><td></td></tr><tr><td>18 G needle</td><td>NIPRO</td><td>02-002</td><td></td></tr><tr><td>20 ml Syringe&amp;nbsp;</td><td>NIPRO</td><td>08-753</td><td></td></tr><tr><td>Z Series Coulter Counter</td><td>BECKMAN COULTER</td><td>383550</td><td></td></tr></tbody></table>

an efficient method to obtain dedifferentiated fat cells

L&#39;ingegneria dei tessuti e terapia cellulare molto promettenti clinicamente. A questo proposito, cellule multipotenti, come le cellule staminali mesenchimali (MSC), possono essere utilizzati terapeuticamente, nel prossimo futuro, per ripristinare la funzione di organi danneggiati. Tuttavia, diversi problemi tecnici, compresa la procedura altamente invasiva di isolare cellule staminali mesenchimali e l&#39;inefficienza che circonda il loro amplificazione, attualmente ostacolano il potenziale utilizzo clinico di queste modalità terapeutiche. Qui, si introduce un metodo molto efficiente per la generazione di cellule adipose dedifferenziate (DFAT), cellule MSC simili. È interessante notare che le cellule DFAT possono essere differenziate in diversi tipi di cellule, tra cui adipogenico, osteogenico, e le cellule condrogeniche. Anche se altri gruppi hanno precedentemente presentato vari metodi per la generazione di cellule DFAT dal tessuto adiposo maturo, il nostro metodo ci permette di produrre cellule DFAT in modo più efficiente. A questo proposito, abbiamo dimostrato che terreno di coltura DFAT (DCM), integrato con il 20% FBS,è più efficace nel generare cellule DFAT di DMEM, integrati con il 20% FBS. Inoltre, le cellule DFAT prodotte dal nostro metodo di coltura cellulare può essere redifferentiated in diversi tipi di tessuto. Come tale, un modello molto interessante e utile per lo studio di dedifferentiation tessuto è presentato.

<html> In questo studio, il metodo e il kit di strumenti per la generazione di cellule DFAT stata migliorata (Figura 1). Il nostro metodo permette di generare cellule DFAT utilizzando sia DCM e medie DMEM contenente 20% FBS (Figura 2A). Come tale, abbiamo confrontato l&#39;efficienza di DCM e DMEM nella generazione di cellule DFAT. A questo proposito, DCM migliorata proliferazione cellulare DFAT di tre volte rispetto ai DMEM, indipendentemente dal numero di adipociti (Figura 2A e B). Utilizzando 20% FBS migliora anche la crescita cellulare rispetto a protocolli utilizzando 10% FBS (dati non mostrati). Abbiamo ulteriormente confermato che le cellule DFAT prodotte utilizzando DCM hanno la capacità di ridifferenziare in adipociti e differenziarsi in osteoblasti (Figura 3). Il metodo per la metodica è descritto nel nostro precedente studio 6. 7 / 54177fig1.jpg &quot;/&gt; Figura 1:. Uno schema che descrive l&#39;isolamento, la de-differenziazione, e la cultura di adipociti maturi Un piccolo pezzo di tessuto adiposo è stato digerito con collagenasi 0,1%. Dopo centrifugazione, adipociti uniloculari stati isolati dal livello fluttuante. Le cellule isolate sono state coltivate in fiaschi riempiti con il liquido contenente 20% FBS per 7 giorni. Durante coltura, le cellule attaccate e appiattite alla superficie superiore dei flaconi e poi sono stati convertiti in cellule DFAT. Successivamente, i palloni sono stati invertiti e le cellule DFAT sono state coltivate con metodi convenzionali. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54177/54177fig1large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="figura 2" src="/files/ftp_upload/54177/54177fig2.jpg" /> Figura 2: DCM migliora la generazione di cellule DFAT. ( <sTrong&gt; A) colonie di cellule DFAT successivi 14 giorni di coltura in DMEM o DCM. Scala bar = 200 micron (B) proliferazione cellulare DFAT quantificazione sia in DMEM o DCM (media ± SD, n = 3). L&#39;efficienza di DCM e DMEM nel generare cellule DFAT stato confrontato. la proliferazione delle cellule avanzato si osserva con l&#39;utilizzo di DCM. Abbiamo quantificato la proliferazione delle cellule DFAT con un contatore di cellule, come da istruzioni del produttore. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54177/54177fig2large.jpg" target="_blank">Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/54177/54177fig3.jpg" /> Figura 3:. Potenziale multilineare delle cellule DFAT cellule DFAT umane generate utilizzando DCM sono state coltivate per 3 settimane nei media induzione necessarie per valutare le ridifferenziazione e differenziazione delle cellule capacità DFAT. la cells sono stati analizzati per osteogenico (ALP e alizarin rosso S), adipogenico (olio rosso-O) Capacità. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54177/54177fig3large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a>

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An Efficient Method to Obtain Dedifferentiated Fat Cells

We have modified the conditions for DFAT cell generation and provide herein information regarding the use of an improved growth medium for the production of these cells.

Un metodo efficiente per ottenere cellule di grasso dedifferenziato

Tissue engineering and cell therapy hold great promise clinically. In this regard, multipotent cells, such as mesenchymal stem cells (MSCs), may be used ...

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Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

7.9K Views.  Nihon University. We have modified the conditions for DFAT cell generation and provide herein information regarding the use of an improved growth medium for the production of these cells.

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Generation of Human Adipose Stem Cells through Dedifferentiation of Mature Adipocytes in Ceiling Cultures

Mature adipocytes have been shown to reverse their phenotype into fibroblast-like cells in vitro through a technique called ceiling culture. Mature adipocytes can also be isolated from fresh adipose tissue for depot-specific characterization of their function and metabolic properties. Here, we describe a well-established protocol to isolate mature adipocytes from adipose tissues using collagenase digestion, and subsequent steps to perform ceiling cultures. Briefly, adipose tissues are incubated in a Krebs-Ringer-Henseleit buffer containing collagenase to disrupt tissue matrix. Floating mature adipocytes are collected on the top surface of the buffer. Mature cells are plated in a T25-flask completely filled with media and incubated upside down for a week. An alternative 6-well plate culture approach allows the characterization of adipocytes undergoing dedifferentiation. Adipocyte morphology drastically changes over time of culture. Immunofluorescence can be easily performed on slides cultivated in 6-well plates as demonstrated by FABP4 immunofluorescence staining. FABP4 protein is present in mature adipocytes but down-regulated through dedifferentiation of fat cells. Mature adipocyte dedifferentiation may represent a new avenue for cell therapy and tissue engineering.

Mature adipocytes may represent an abundant source of stem cells through dedifferentiation, which leads to a homogenous population of fibroblast-like cells. Collagenase digestion is used to isolate mature adipocytes from human fat. The goal of our protocol is to obtain multipotent, dedifferentiated fat cells from human mature adipocytes.

Generazione di cellule staminali adiposo umano attraverso dedifferenziazione di adipociti maturi in Culture soffitto

Mature adipocytes have been shown to reverse their phenotype into fibroblast-like cells in vitro through a technique called ceiling culture. Mature ...

Ricerca

Biologia dello sviluppo

Immunomagnetic Separation of Fat Depot-specific Sca1high Adipose-derived Stem Cells (ASCs)

The isolation of adipose-derived stem cells (ASCs) is an important method in the field of adipose tissue biology, adipogenesis, and extracellular matrix (ECM) remodeling. In vivo, ECM-rich environment consisting of fibrillar collagens provides a structural support to adipose tissues during the progression and regression of obesity. Physiological ECM remodeling mediated by matrix metalloproteinases (MMPs) plays a major role in regulating adipose tissue size and function1,2. The loss of physiological collagenolytic ECM remodeling may lead to excessive collagen accumulation (tissue fibrosis), macrophage infiltration, and ultimately, a loss of metabolic homeostasis including insulin resistance3,4. When a phenotypic change of the adipose tissue is observed in gene-targeted mouse models, isolating primary ASCs from fat depots for in vitro studies is an effective approach to define the role of the specific gene in regulating the function of ASCs. In the following, we define an immunomagnetic separation of Sca1high ASCs.

Immunomagnetic Separation of Fat Depot-specific Sca1high Adipose-derived Stem Cells ASCs

We present the techniques required to isolate the stromal vascular fraction (SVF) from mouse inguinal (subcutaneous) and perigonadal (visceral) adipose tissue depots to assess their gene expression and collagenolytic activity. This method includes the enrichment of Sca1high adipose-derived stem cells (ASCs) using immunomagnetic cell separation.

Separazione immunomagnetica di Sca1 Fat Depot-specifica<sup&gt; alta</sup&gt; derivate da tessuto adiposo cellule staminali (ASC)

The isolation of adipose-derived stem cells (ASCs) is an important method in the field of adipose tissue biology, adipogenesis, and extracellular matrix ...

A Microphysiologic Platform for Human Fat: Sandwiched White Adipose Tissue

White adipose tissue (WAT) plays a crucial role in regulating weight and everyday health. Still, there are significant limitations to available primary culture models, all of which have failed to faithfully recapitulate the adipose microenvironment or extend WAT viability beyond two weeks. The lack of a reliable primary culture model severely impedes research in WAT metabolism and drug development. To this end we have utilized NIH's standards of a microphysiologic system to develop a novel platform for WAT primary culture called 'SWAT' (sandwiched white adipose tissue). We overcome the natural buoyancy of adipocytes by sandwiching minced WAT clusters between sheets of adipose-derived stromal cells. In this construct, WAT samples are viable over eight weeks in culture. SWAT maintains the intact ECM, cell-to-cell contacts, and physical pressures of in vivo WAT conditions; additionally, SWAT maintains a robust transcriptional profile, sensitivity to exogenous chemical signaling, and whole tissue function. SWAT represents a simple, reproducible, and effective method of primary adipose culture. Potentially, it is a broadly applicable platform for research in WAT physiology, pathophysiology, metabolism, and pharmaceutical development.

White adipose tissue (WAT) has critical deficiencies in its current primary culture models, hindering pharmacological development and metabolic studies. Here, we present a protocol to produce an adipose microphysiological system by sandwiching WAT between sheets of stromal cells. This construct provides a stable and adaptable platform for primary WAT culture.

Una piattaforma di Microphysiologic per grasso umano: Sandwich tessuto adiposo bianco

White adipose tissue (WAT) plays a crucial role in regulating weight and everyday health.  Still, there are significant limitations to available primary ...

Comportamento

Robust Differentiation of Human iPSCs into a Pure Population of Adipocytes to Study Adipocyte-Associated Disorders

Recent advances in induced pluripotent stem cell (iPSC) technology have allowed the generation of different cell types, including adipocytes. However, the current differentiation methods have low efficiency and do not produce a homogenous population of adipocytes. Here, we circumvent this problem by using an all-trans retinoic-based method to produce mesenchymal stem cells (MSCs) in high yield. By regulating pathways governing cell proliferation, survival, and adhesion, our differentiation strategy allows the efficient generation of embryonic bodies (EBs) that differentiate into a pure population of multipotent MSCs. The high number of MSCs generated by this method provides an ideal source for generating adipocytes. However, sample heterogeneity resulting from adipocyte differentiation remains a challenge. Therefore, we used a Nile red-based method for purifying lipid-bearing mature adipocytes using FACS. This sorting strategy allowed us to establish a reliable way to model adipocyte-associated metabolic disorders using a pool of adipocytes with reduced sample heterogeneity and enhanced cell functionality.

The protocol allows the generation of a pure adipocyte population from induced pluripotent stem cells (iPSCs). Retinoic acid is used to differentiate iPSCs into mesenchymal stem cells (MSCs) which are used for producing adipocytes. Then, a sorting approach based on Nile red staining is used to obtain pure adipocytes.

Robusta differenziazione delle iPSC umane in una popolazione pura di adipociti per studiare i disturbi associati agli adipociti

Recent advances in induced pluripotent stem cell (iPSC) technology have allowed the generation of different cell types, including adipocytes. However, the ...

<meta charset="utf8"></head><body>Digestione del cuore e del muscolo scheletrico di topo per la coltura di progenitori fibro-adipogenici

Fibro-Adipogenic Progenitor Isolation, Expansion, and Differentiation from the Spiny Mouse Model

Due to its exceptional repair program, the spiny mouse is an emerging research model for regenerative medicine. Fibro-adipogenic progenitors are tissue-resident cells that are able to differentiate into adipocytes, fibroblasts, and chondrocytes. Fibro-adipogenic progenitors are fundamental for orchestrating tissue regeneration as they are responsible for extracellular matrix remodeling after injury. This study focuses on investigating the specific role of fibro-adipogenic progenitors in spiny mouse cardiac repair and skeletal muscle regeneration. To this end, a protocol has been optimized for the purification of spiny mouse fibro-adipogenic progenitors by flow cytometry from enzymatically dissociated skeletal and cardiac muscle. The population obtained from this protocol is capable of expanding in vitro, and can be differentiated to myofibroblasts and adipocytes. This protocol offers a valuable tool for researchers to examine the distinctive properties of spiny mouse, and to compare them to the Mus musculus. This will provide insights that could advance the understanding of regenerative mechanisms in this intriguing model.

<meta charset="utf8"></head><body>Autore in primo piano: Semplificare l'analisi cellulare con un protocollo innovativo per lo studio di modelli murini spinosi

This protocol outlines the isolation of skeletal and cardiac muscle fibro-adipogenic progenitors (FAPs) from spiny mouse (Acomys) via enzymatic dissociation and fluorescence-activated cell sorting. The FAPs obtained from this protocol can be effectively expanded and differentiated to myofibroblasts and adipocytes.

Isolamento, espansione e differenziazione dei progenitori fibro-adipogenici dal modello murino spinoso

Due to its exceptional repair program, the spiny mouse is an emerging research model for regenerative medicine. Fibro-adipogenic progenitors are ...

Isolation, Expansion, and Adipogenic Induction of CD34+CD31+ Endothelial Cells from Human Omental and Subcutaneous Adipose Tissue

Obesity is accompanied by an extensive remodeling of adipose tissue primarily via adipocyte hypertrophy. Extreme adipocyte growth results in a poor response to insulin, local hypoxia, and inflammation. By stimulating the differentiation of functional white adipocytes from progenitors, radical hypertrophy of the adipocyte population can be prevented and, consequently, the metabolic health of adipose tissue can be improved along with a reduction of inflammation. Also, by stimulating a differentiation of beige/brown adipocytes, the total body energy expenditure can be increased, resulting in weight loss. This approach could prevent the development of obesity co-morbidities such as type 2 diabetes and cardiovascular disease.
This paper describes the isolation, expansion, and differentiation of white and beige adipocytes from a subset of human adipose tissue endothelial cells that co-express the CD31 and CD34 markers. The method is relatively cheap and is not labor-intensive. It requires access to human adipose tissue and the subcutaneous depot is suitable for sampling. For this protocol, fresh adipose tissue samples from morbidly obese subjects [body mass index (BMI) &#62;35] are collected during bariatric surgery procedures. Using a sequential immunoseparation from the stromal vascular fraction, enough cells are produced from as little as 2&#8211;3 g of fat. These cells can be expanded in culture over 10&#8211;14 days, can be cryopreserved, and retain their adipogenic properties with passaging up to passage 5&#8211;6. The cells are treated for 14 days with an adipogenic cocktail using a combination of human insulin and the PPAR&#947; agonist-rosiglitazone.
This methodology can be used for obtaining proof of concept experiments on molecular mechanisms that drive adipogenic responses in adipose endothelial cells, or for screening new drugs that can enhance the adipogenic response directed either towards white or beige/brown adipocyte differentiation. Using small subcutaneous biopsies, this methodology can be used to screen out non-responder subjects for clinical trials aimed to stimulate beige/brown and white adipocytes for the treatment of obesity and co-morbidities.

The differentiation of white and beige adipocytes from adipose tissue vascular progenitors bears potential for metabolic improvement in obesity. We describe protocols for a CD34+CD31+ endothelial cell isolation from human fat and for a subsequent in vitro expansion and differentiation into white and beige adipocytes. Several downstream applications are discussed.

Isolamento, espansione e adipogenico induzione di CD34 + CD31 + cellule endoteliali dal tessuto adiposo umano omentale e sottocutaneo

Obesity is accompanied by an extensive remodeling of adipose tissue primarily via adipocyte hypertrophy. Extreme adipocyte growth results in a poor ...

Immunologia e infezioni

A Human 3D Extracellular Matrix-Adipocyte Culture Model for Studying Matrix-Cell Metabolic Crosstalk

The extracellular matrix (ECM) plays a central role in regulating tissue homeostasis, engaging in crosstalk with cells and regulating multiple aspects of cellular function. The ECM plays a particularly important role in adipose tissue function in obesity, and alterations in adipose tissue ECM deposition and composition are associated with metabolic disease in mice and humans. Tractable in vitro models that permit dissection of the roles of the ECM and cells in contributing to global tissue phenotype are sparse. We describe a novel 3D in vitro model of human ECM-adipocyte culture that permits study of the specific roles of the ECM and adipocytes in regulating adipose tissue metabolic phenotype. Human adipose tissue is decellularized to isolate ECM, which is subsequently repopulated with preadipocytes that are then differentiated within the ECM into mature adipocytes. This method creates ECM-adipocyte constructs that are metabolically active and retain characteristics of the tissues and patients from which they are derived. We have used this system to demonstrate disease-specific ECM-adipocyte crosstalk in human adipose tissue. This culture model provides a tool for dissecting the roles of the ECM and adipocytes in contributing to global adipose tissue metabolic phenotype and permits study of the role of the ECM in regulating adipose tissue homeostasis.

We describe a 3D human extracellular matrix-adipocyte in vitro culture system that permits dissection of the roles of the matrix and adipocytes in contributing to adipose tissue metabolic phenotype.

Un modello di coltura a matrice extracellulare extracellulare -adipocyte umano per lo studio del crosstalk metabolico a matrice

The extracellular matrix (ECM) plays a central role in regulating tissue homeostasis, engaging in crosstalk with cells and regulating multiple aspects of ...

Bioingegneria

Preparation of Adipose Progenitor Cells from Mouse Epididymal Adipose Tissues

Obesity and metabolic disorders such as diabetes, heart disease, and cancer, are all associated with dramatic adipose tissue remodeling. Tissue-resident adipose progenitor cells (APCs) play a key role in adipose tissue homeostasis and can contribute to the tissue pathology. The growing use of single cell analysis technologies &#8211; including single-cell RNA-sequencing and single-cell proteomics &#8211; is transforming the stem/progenitor cell field by permitting unprecedented resolution of individual cell expression changes within the context of population- or tissue-wide changes. In this article, we provide detailed protocols to dissect mouse epididymal adipose tissue, isolate single adipose tissue-derived cells, and perform fluorescence activated cell sorting (FACS) to enrich for viable Sca1+/CD31-/CD45-/Ter119- APCs. These protocols will allow investigators to prepare high quality APCs suitable for downstream analyses such as single cell RNA sequencing.

We present a simple method to isolate highly viable adipose progenitor cells from mouse epididymal fat pads using fluorescence activated cell sorting.

Preparazione di cellule progenitrici adipose dai tessuti adiposi epididimali del topo

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Un metodo efficiente per ottenere cellule di grasso dedifferenziato

Riepilogo

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