从小鼠腹内脂肪库分离成脂肪和纤维炎症基质细胞亚群

白色脂肪组织（WAT）是哺乳动物储存能量的主要场所。在这种组织中，脂肪细胞或“脂肪细胞”以甘油三酯的形式储存多余的卡路里，这些卡路里被包装成大的单房脂滴。此外，脂肪细胞分泌多种因子来调节能量稳态的各个方面 ^1,2,3。脂肪细胞占WAT体积的大部分;然而，脂肪细胞仅占 WAT ^4,5 中发现的总细胞的不到 50%。WAT 的非脂肪细胞区室或基质血管部分 （SVF） 具有相当异质性，包含血管内皮细胞、组织驻留免疫细胞、成纤维细胞和脂肪细胞前体细胞 （APC） 群体。

随着对储能需求的增加，WAT具有出色的扩展能力。保持这种组织可塑性至关重要，因为在 WAT 中充分储存脂质可以防止有害的异位脂质沉积到非脂肪组织中⁶.在肥胖的情况下，各个 WAT 仓库因热量过剩而进行这种扩张的方式是胰岛素敏感性的关键决定因素⁷.在患有代谢综合征的肥胖个体中观察到的病理性 WAT 扩张，其特征是内脏 WAT 库优先扩张，而牺牲代谢有利的皮下脂肪组织。此外，肥胖症中的胰岛素抵抗与 WAT 的病理重塑有关。其特征是现有脂肪细胞的肥大生长（尺寸增加），血管生成不足，慢性代谢炎症，细胞外基质成分（纤维化）的积累和组织缺氧^8,9。这些肥胖的 WAT 表型与肝脂肪变性和胰岛素抵抗有关，类似于在脂肪营养不良（缺乏功能性 WAT）条件下观察到的情况。相比之下，在代谢健康的肥胖人群中观察到健康的 WAT 扩张，其特征是保护性皮下 WAT 的优先扩张和通过脂肪细胞增生的仓库扩张¹⁰。新脂肪细胞的募集是通过从脂肪细胞前体细胞 （APC） 中新头分化脂肪细胞介导的（称为“脂肪生成”）。脂肪细胞增生与相对较低程度的 WAT 纤维化和代谢炎症相吻合 ^6,11。WAT 微环境中的多种细胞类型直接影响 WAT 在肥胖中的健康和可扩展性¹².因此，定义WAT中存在的各种细胞类型的功能仍然是该领域的重中之重。

在过去的十年中，已经采用了几种策略来定义和分离来自人和小鼠 WAT SVF¹³ 的天然 APC。这些策略使用基于抗体的细胞分离技术，根据常见间充质干细胞/祖细胞标志物的细胞表面表达分离 APC。这些方法包括使用荧光团标记抗体的荧光激活细胞分选 （FACS） 或免疫磁珠分离（即化学修饰的抗体）。靶向分离 APC 的细胞表面蛋白包括 PDGFRα、PDGFRβ、CD34 和 SCA-1。这些方法有助于丰富APC;然而，基于这些标记物分离的细胞群具有相当大的异质性。最近的单细胞 RNA 测序 （scRNA-seq） 研究强调了小鼠 WAT 14,15,16,17 分离的基质-血管部分 （SVF） 内基质细胞的分子和功能异质性。根据我们自己的 scRNA-seq 和功能分析，我们已经鉴定并表征了成年小鼠腹内 WAT 基质区室中功能不同的免疫调节和成脂 PDGFRβ+ 血管周围细胞亚群¹⁵。纤维炎症前体 （FIP） 是 PDGFRβ+ 细胞的重要亚群，可以根据 LY6C 表达（LY6C+ PDGFRβ+ 细胞）¹⁵ 进行分离。FIPs缺乏成脂能力，对各种刺激产生强烈的促炎反应，产生胶原蛋白，并分泌抗脂肪生成因子¹⁵。这些细胞的促炎和纤维化活性与小鼠肥胖有关而增加，表明这些细胞是WAT重塑的调节因子。LY6C-CD9-PDGFRβ+ 亚群代表脂肪细胞前体细胞 （APC）。这些 APC 富含 Pparg 和其他促脂肪基因的表达，并且在体外和体内很容易分化成成熟的脂肪细胞¹⁵。在这里，我们提供了一个详细的方案，用于使用FACS从成年小鼠的腹内WAT库中分离这些不同的细胞群，并使用生物素化抗体进行免疫磁珠分离。该协议可用于从成年雄性和雌性小鼠的多个腹内WAT库中分离功能不同的脂肪祖细胞亚群¹⁵。单独研究这些功能不同的细胞群可能极大地有助于我们目前对健康和疾病中调节脂肪生成和腹内脂肪组织重塑的分子机制的理解。

以下方案详细介绍了从小鼠附睾WAT中分离脂肪祖细胞的方法;然而，相同的程序可用于从雄性和雌性小鼠的肠系膜和腹膜后 WAT 库中分离相应的细胞¹⁵。关于如何在小鼠中识别和分离这些仓库的详细方案可以在Bagchi等人¹⁸中找到。该协议已针对6-8周龄的小鼠的使用进行了优化。APCs的频率和分化能力可能随着年龄的增长而下降。