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Method Article
A diferenciação dos adipócitos brancos e bege de tecido adiposo vascular progenitores tem potencial para melhoria metabólica em obesidade. Descrevemos os protocolos para um CD34 + CD31 + isolamento de células endoteliais de gordura humana e uma subsequente em vitro expansão e diferenciação em adipócitos brancos e bege. Diversas aplicações a jusante são discutidas.
A obesidade é acompanhada por uma extensa remodelação do tecido adiposo, principalmente através de hipertrofia dos adipócitos. Crescimento extremo dos adipócitos resulta em uma má resposta à insulina, hipóxia local e inflamação. Estimulando a diferenciação dos adipócitos brancos funcionais de progenitores, hipertrofia radical da população adipócito pode ser prevenida e, consequentemente, melhorar a saúde metabólica do tecido adiposo juntamente com uma redução de inflamação. Também, estimulando uma diferenciação dos adipócitos bege/marrom, o gasto de energia total do corpo pode ser aumentado, resultando em perda de peso. Esta abordagem poderia impedir o desenvolvimento de co-morbidades como diabetes tipo 2 e doença cardiovascular obesidade.
Este artigo descreve o isolamento, expansão e diferenciação dos adipócitos brancos e bege de um subconjunto de células endoteliais de tecido adiposo humano que expressam co os marcadores CD31 e CD34. O método é relativamente barato e não é trabalhoso. Ele requer acesso ao tecido adiposo humano e é adequado para amostragem o depósito subcutâneo. Para este protocolo, amostras de tecido adiposo fresco de indivíduos obesos mórbidos [índice de massa corporal (IMC) > 35] são recolhidos durante os procedimentos de cirurgia bariátrica. Usando um immunoseparation sequencial da fracção vascular do estroma, células suficientes são produzidas a partir de tão pouco como 2 – 3 g de gordura. Estas células podem ser expandidas em cultura durante 10 a 14 dias, podem ser criopreservadas e mantém suas propriedades de adipogenic com passagem até passagem 5 – 6. As células são tratadas por 14 dias com um coquetel, usando uma combinação de insulina humana e o agonista do PPARγ-rosiglitazone de adipogenic.
Esta metodologia pode ser usada para a obtenção de prova dos experimentos de conceito sobre os mecanismos moleculares que conduzem a respostas adipogenic nas células endoteliais adiposas, ou para a seleção de novos medicamentos que podem melhorar o adipogenic resposta dirigido também para o branco ou diferenciação dos adipócitos bege/marrom. Usando pequenas biópsias subcutâneas, esta metodologia pode ser usada para filtrar os assuntos não-Respondente para ensaios clínicos vistos estimular adipócitos bege/marrom e brancos para o tratamento da obesidade e co-morbidades.
Evidência recente mostra que, tanto nos ratos e nos seres humanos, um subconjunto de células que residem na vasculatura do tecido adiposo pode ser diferenciado em adipócitos branco ou bege/marrom1,2,3. O fenótipo de tais células é um assunto controverso, com evidências que sustentam as células endoteliais, musculares lisas/Pericito ou um espectro de fenótipos intermediários4,5,6,7. O escopo de desenvolver esta metodologia foi testar o potencial de adipogenic de CD34 + CD31 + células endoteliais isoladas de diferentes depósitos de gordura dos humanos obesos. Outros estudos na literatura estão focando o adipogenic potencial de fração total do estroma vascular ou do adipócito conhecido progenitores2,8,9. Desde tecnologias actualmente existentes podem alvejar especificamente tecido adiposo células endoteliais por drogas entrega10, compreendendo o potencial de tais células adipogenic submeter-se a indução no sentido de adipócitos brancos ou bege é importante para terapias alvo futuras.
Diferentes grupos relataram a combinação de marcadores CD31 e CD34 como substitutos para isolar as células endoteliais de tecido adiposo humano11,12,13. Normalmente, o isolamento é realizado usando duas etapas sequenciais e uma seleção positiva usando esferas magnéticas. Neste relatório, foi utilizada a immunoseparation usando CD34 + grânulos magnéticos combinados com grânulos plásticos CD31. Encontramos essa técnica superior para o sequencial immunoseparation magnético com relação a preservação da morfologia endotelial típico de paralelepípedos. Além disso, fomos capazes de gerar células suficientes, necessárias para a expansão e adipogenic indução a partir de tão pouco quanto 1-2 g de gordura. A biópsia de pequena amostra de gordura subcutânea é suficiente para produzir a quantidade necessária de células para aplicações a jusante. Este aspecto é potencialmente importante, particularmente se esse método será utilizado para a seleção para uma capacidade de resposta à indução de adipogenic em cobaias humanas.
Ao contrário de outros sistemas relatados na literatura, este método utiliza apenas dois ingredientes para a indução de adipogenic do CD34 + CD31 + células: um agonista do PPARγ — rosiglitazone — e da insulina humana. Importante, a quantidade de insulina usada cai dentro do intervalo normal/alta de circulação post-absorptive insulina em seres humanos14. O grau de sensibilidade à insulina de células em vitro, medido por fosforilação da Akt, não se correlaciona com a capacidade de responder para a indução de cocktail. Curiosamente, usando este condições de cocktail e experimental de indução, uma mistura de brancas e bege/marrom células foram obtidos conforme determinado pelo tamanho e número de gotículas lipídicas intracelulares e a expressão de marcadores moleculares. Este protocolo de indução simples e econômica, juntamente com a avaliação quantitativa do fenótipo das células Respondente (branco vs bege) permite um rastreio dos agentes que potencialmente podem alterar o equilíbrio de bege diferenciada : branco adipócitos.
Este método também fornece uma abordagem translacional para compreender os mecanismos subjacentes da adipogenesis de progenitoras endoteliais vasculares no tecido adiposo humano. Usando esta técnica de isolamento específico/diferenciação, investigadores podem interrogar várias vias responsáveis para adipogenesis em um subconjunto de pilhas endothelial vasculares de vários depósitos de gordura em humanos obesos e magros.
O Comitê de placa de revisão institucional na Eastern Virginia Medical School aprovado a pesquisa e a coleta de amostras de tecido adiposo humano utilizados no estudo. Termo de consentimento informado foram coletado dos pacientes.
1. preparação de Buffers, meios e instrumentos
2. tecido adiposo do estroma Vascular fração isolamento
Nota: O estudo incluiu uma coorte transversal de morbidamente obesos tipo 2 diabéticos (T2D) e indivíduos não-diabéticos, com idade entre 18-65 anos, submetidos à cirurgia bariátrica no Sentara metabólica e centro de cirurgia de perda de peso (Sentara Medical Group, Norfolk, VA). Critérios de exclusão foram uma doença auto-imune, incluindo diabetes mellitus tipo 1, as condições que requerem terapia imunossupressora crônica, medicamentos anti-inflamatórios, thiazolinendiones, uso ativo do tabaco, infecções crônicas ou agudas ou uma história de malignidade tratados nos últimos 12 meses. T2D foi definida como um jejum de glicose do plasma de 126 mg/dL ou maior, um de 200 mg/dL ou maior após uma tolerância à glicose 2h teste de glicose ou o uso de medicamentos anti-diabéticos.
3. isolamento de células endoteliais de tecido adiposo
4. indução de Adipogenesis em células endoteliais isoladas
Nosso protocolo visa proporcionar uma abordagem in vitro para determinar o potencial de adipogenic de CD34 + CD31 + vascular em células de diferentes depósitos de tecido adiposo humano. Um diagrama de fluxograma simplificado é mostrado na figura 1A. O primeiro passo usando uma seleção positiva de CD34 expressando células resulta em > 95% células CD34 + na população das células recém isoladas (figura 1A). Impor...
O foco deste artigo é fornecer uma metodologia para o isolamento, a expansão e a indução de adipogenic de CD34 + CD31 + células endoteliais de depósitos viscerais e subcutâneas de tecido adiposo humano.
Metodologias foram relatadas para o isolamento de células endoteliais de vários leitos vasculares de roedores ou humanos que envolvem principalmente técnicas usando anticorpos CD31 fluorescente etiquetado ou acoplado a grânulos magnético18,
Os autores não têm nada para divulgar.
Os autores desejam reconhecer Becky Marquez, o coordenador clínico no centro de bariátrica Sentara, pela sua assistência com o processo do paciente, triagem e concordando. Esta pesquisa foi apoiada pelo R15HL114062 para Anca D. Dobrian.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Large Equipment | |||
Biosafety Cabinet | Nuaire | nu-425-400 | |
Cell Culture Incubator | Thermo-Fisher Scientific | 800 DH | |
Water Bath | Forma Scientific | 2568 | Reciprocal Shaker |
RT-PCR Machine | BIO-RAD | CFX96-C1000 | |
Electrophoresis Box | BIO-RAD | Mini PROTEAN 3 Cell | |
Transblot Box | BIO-RAD | Mini Trans-Blot Cell | |
Electrophoresis Power Supply | BIO-RAD | PowerPac Basic | |
ELISA Reader | Molecular Devices | SpectraMax M5 | |
Blot Reader | LI-COR | Odyssey | Near Infrared |
Refrigerated Centrifuge | Eppendorf | 5810 R | |
Tabletop Centrifuge | Eppendorf | MiniSpin Plus | |
Fluorescent Microscope | Olympus | BX50 | |
Inverted Microscope | Nikon | TMS | |
KRBSS Buffer | |||
HEPES | Research Products International | H75030 | |
Sodium bicarbonate | Sigma-Aldrich | 792519 | |
Calcium chloride dihydrate | Sigma-Aldrich | C7902 | |
Potassium phosphate monobasic | Sigma-Aldrich | P5655 | |
Magnesium sulfate | Sigma-Aldrich | M2643 | |
Sodium chloride | Sigma-Aldrich | 746398 | |
Sodium phosphate monobasic monohydrate | Sigma-Aldrich | S9638 | |
Potassium chloride | Sigma-Aldrich | P9333 | |
Glucose | Acros Organics | 410950010 | |
Adenosine | Acros Organics | 164040250 | |
Bovine Serum Albumin | GE Healthcare Bio-Sciences | SH30574.02 | |
Penicillin/Streptomycin | Thermo-Fisher Scientific | 15070063 | |
Tissue Digestion | |||
20 mL Syringe | Global Medical | 67-2020 | |
Nylon Mesh, 250 µm | Sefar | 03-250/50 | |
Pipetting Needles | Popper | 7934 | |
Fine Scissors | Fine Science Tools | 14058-11 | |
Tissue Forceps | George Tiemann & Co | 160-20 | |
Collagenase, Type I | Worthington Biochemical | LS004196 | |
Petri Dishes, 100 mm | USA Scientific | 5666-4160 | TC Treated |
Eppendorf Tubes, 1.5 mL | USA Scientific | 1615-5500 | |
Conical Tubes, 15 mL | Nest Scientific | 601052 | |
Conical Tubes, 50 mL | Nalgene | 3119-0050 | |
Scintillation Vials | Kimble | 74505-20 | Tissue Dicing |
Cell Isolation | |||
Cellometer | Nexcelom | Auto 2000 | |
Cellometer Slides | Nexcelom | CHT4-SD100-002 | |
Cellometer Viability Stain | Nexcelom | CS2-0106-5mL | Acridine Orange/Propidium Iodine |
Anti-CD34 Magnetic Beads | StemCell Technologies | 18056 | Kit |
EasySep Magnet | StemCell Technologies | 18000 | |
Anti-CD31 Plastic Beads | pluriSelect USA | 19-03100-10 | |
pluriSelect 10x Wash Buffer | pluriSelect USA | 60-00080-10 | |
pluriSelect Connector Ring | pluriSelect USA | 41-50000-03 | |
pluriSelect Detachment Buffer | pluriSelect USA | 60-00046-12 | |
pluriSelect Incubation Buffer | pluriSelect USA | 60-00060-12 | |
pluriSelect S Cell Strainer | pluriSelect USA | 43-50030-03 | |
Cell Culture | |||
6-well Plates | USA Scientific | CC7682-7506 | TC Treated |
4-well chambered slides | Corning Life Sciences | 354559 | Fibronectin coated |
4-well chambered slides | Thermo-Fisher Scientific | 154526PK | Uncoated glass |
Human Adipose Microvascular Endothelial Cells (HAMVEC) | Sciencell Research Laboratories | 7200 | Primary cell line |
Endothelial Cell Media (ECM) | ScienCell Research Laboratories | 1001 | Complete Kit |
DMEM/F12 Basal Media | Thermo-Fisher Scientific | 11320082 | |
Fetal Bovine Serum (FBS) | Rocky Mountain Biologicals | FBS-BBT | |
Insulin | Lilly | U-100 | Humalog |
Rosiglitazone | Sigma-Aldrich | R2408 | |
Cell Analysis | |||
Oil Red O Dye | Sigma-Aldrich | O0625 | Prepared in isopropanol |
96 well plates | USA Scientific | 1837-9600 | |
96 well PCR plates | Genesee Scientific | 24-300 | |
RNA Extraction | Zymo Research | R2072 | Kit |
cDNA Synthesis | BIO-RAD | 1708841 | Supermix |
JumpStart PCR Polymerase | Sigma-Aldrich | D9307-250UN | Hot start, with PCR Buffer N |
Magnesium Chloride Solution | Sigma-Aldrich | M8787-5ML | 3 mM final in PCR reaction |
dNTPs | Promega | U1515 | |
TaqMan AdipoQ | Thermo-Fisher Scientific | Hs00605917_m1 | |
TaqMan CIDEA | Thermo-Fisher Scientific | Hs00154455_m1 | |
TaqMan RPL27 | Thermo-Fisher Scientific | Hs03044961_g1 | |
TaqMan UCP1 | Thermo-Fisher Scientific | Hs00222453_m1 | |
BCA Assay | Sigma-Aldrich | QPBCA-1KT | Kit |
Bis-acrylamide | BIO-RAD | 1610146 | 40% stock solution |
Ammonium Persulfate | BIO-RAD | 1610700 | |
TEMED | BIO-RAD | 1610800 | |
Tris | Sigma-Aldrich | T1503 | |
Glycine | BIO-RAD | 1610718 | |
Sodium Dodecal Sulfate | Sigma-Aldrich | L3771 | |
EDTA | Fisher Scientific | S311-100 | |
Bromophenol Blue | Sigma-Aldrich | B8026 | |
Blot Membrane | EMD Millipore | IPFL00010 | |
Methanol | Fisher Scientific | A452-SK4 | |
Odyssey Blocking Buffer, Tris | LI-COR | 927-50000 | |
Anti-AKT antibody | Cell Signaling Technology | 2920S | Mouse monoclonal |
Anti-pAKT antibody | Cell Signaling Technology | 9271S | Rabbit polyclonal |
Anti-UCP1 antibody | Abcam | ab10983 | Rabbit polyclonal |
Anti-Mouse IgG antibody | LI-COR | 926-68070 | Goat Polyclonal, IRDye 680RD |
Anti-Rabbit IgG antibody | LI-COR | 926-32211 | Goat Polyclonal, IRDye 800CW |
Anti-Rabbit IgG antibody | Jackson ImmunoResearch | 111-025-003 | Goat Polyclonal, TRITC |
Phosphate Buffer Saline | Thermo-Fisher Scientific | 10010049 | |
37% Formaldehyde Solution | Electron Microscopy Sciences | 15686 | 4% solution for cell fixation |
Normal Goat Serum | Vector Laboratories | S-1000 | 10% blocking solution |
Triton X-100 | Sigma-Aldrich | X-100 | 0.1% permeabilization solution |
DAPI | Thermo-Fisher Scientific | D1306 | |
Calcein AM | Thermo-Fisher Scientific | 65-0853-39 | Cell fluorescent visualization |
Matrigel Basement Membrane Matrix | Corning Life Sciences | 356231 | Growth factor reduced |
DiI labeled Acetylated LDL | Thermo-Fisher Scientific | L3484 |
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