Summary

Preadipositlerin Broiler Civciv Embriyolarından İzolasyonu

Published: August 04, 2022
doi:

Summary

Bu protokol, piliç embriyolarında preadipositlerin yağ dokusundan izole edilmesi için basit bir yöntemi tanımlamaktadır. Bu yöntem, yüksek verim, primer kültür ve preadipositlerin adipojenik farklılaşması ile izolasyonu sağlar. Yağ Kırmızı O boyama ve lipid / DNA boyası, farklılaşma ortamı ile indüklenen izole hücrelerin adipojenik yeteneğini ölçtü.

Abstract

Primer preadipositler, adiposit farklılaşmasını ve metabolizmasını kontrol eden moleküler yolları anlamak için değerli bir deneysel sistemdir. Tavuk embriyoları, preadipositleri yağ gelişiminin en erken aşamasından izole etme fırsatı sağlar. Bu birincil hücre, preadiposit proliferasyonunu ve adipojenik farklılaşmayı etkileyen faktörleri tanımlamak için kullanılabilir, bu da onları çocukluk çağı obezitesi ve kümes hayvanlarında aşırı yağ birikiminin kontrolü ile ilgili çalışmalar için değerli bir model haline getirir. Doğum sonrası yağ dokusunun hızlı büyümesi, piliç tavuklarında kas büyümesinden uzaklaştırılarak yemi etkili bir şekilde boşa harcar. Bu nedenle, yağ dokusu gelişiminin en erken aşamalarını anlama yöntemleri, bu eğilimi düzenlemek ve yaşamın erken dönemlerinde yağ genişlemesini sınırlamanın yollarını belirlemek için ipuçları sağlayabilir. Bu çalışma, ticari piliç (et tipi) civciv embriyolarının yağ dokusunun gelişmesinden izole edilen preadipositlerin izolasyonu, primer kültürü ve adipojenik farklılaşması için etkili bir yöntem geliştirmek üzere tasarlanmıştır. Prosedür, yüksek canlılığa (~% 98) sahip hücreler üretmek ve olgun adipositlere farklılaşmak için artan kapasite sağlamak için optimize edilmiştir. Bu basit embriyonik preadiposit izolasyonu, kültürü ve farklılaşması yöntemi, erken yaşamda yağ büyümesi ve gelişiminin fonksiyonel analizlerini destekler.

Introduction

Obezite hem yetişkinler hem de çocuklar için küresel bir sağlık tehdididir. Aşırı kilolu veya obez olan çocukların yetişkinler gibi obez olma olasılığı yaklaşık beş kat daha fazladır ve bu da onları kardiyovasküler hastalık, diyabet ve diğer birçok komorbidite için önemli ölçüde artmış risk altına sokar. 2-5 yaş arası ABD’li çocukların yaklaşık% 13.4’ünde obezite1 vardır, bu da aşırı vücut yağı biriktirme eğiliminin yaşamın çok erken dönemlerinde harekete geçirilebileceğini göstermektedir. Çok farklı nedenlerden dolayı, aşırı yağ dokusunun birikmesi, piliç (et tipi) tavuklar için bir endişe kaynağıdır. Modern piliçler inanılmaz derecede verimlidir, ancak yine de fizyolojik olarak gerekli olandan daha fazla lipit biriktirir 2,3. Bu eğilim, yumurtadan çıktıktan kısa bir süre sonra başlar ve en pahalı üretim bileşeni olan yemi, kas büyümesinden uzaklaştırarak etkili bir şekilde boşa harcar. Bu nedenle, hem çocuklar hem de piliç tavukları için, çok farklı nedenlerle de olsa, yağ dokusu gelişimini etkileyen faktörleri anlamaya ve yaşamın erken dönemlerinde yağ genişlemesini sınırlamanın yollarını belirlemeye ihtiyaç vardır.

Adipositler, olgun, lipit depolayan yağ hücreleri geliştirmek için farklılaşmaya uğrayan preadipositlerden, yağ dokusundan türetilmiş kök hücrelerden oluşur. Bu doğrultuda preadipositler in vitro obezite çalışmaları için değerli bir deneysel modeldir. Yağ depolarının stromal vasküler fraksiyonundan izole edilen bu hücreler, adiposit farklılaşmasını ve metabolizmasını kontrol eden moleküler yolakların temel bir anlayışını sağlayabilir 4,5. Civciv embriyoları, gelişimsel çalışmalarda olumlu bir deneysel modeldir, çünkü yumurtaların istenen programda kültürlenmesi, embriyoların bir dizi gelişim aşamasını gözlemlemek için annenin fedakarlığı olmadan embriyo elde edilmesini sağladığı için deneysel manipülasyonu kolaylaştırır. Ayrıca, daha büyük hayvan modellerine göre embriyo elde etmek için karmaşık cerrahi prosedürler ve uzun süreler gerekli değildir. Bu nedenle, civciv embriyosu, yağ dokusu gelişiminin en erken aşamalarından preadiposit elde etmek için bir fırsat sunar. Subkutan yağ dokusu, embriyonik gün 12 (E12) civarında civcivde, uyluk çevresinde bulunan açıkça tanımlanmış bir depo olarak görünür hale gelir. Bu depo, olgun adipositler 6,7 oluşturmak için gelişimsel ipuçları altında aktif olarak farklılaşmaya uğrayan oldukça proliferatif preadipositler bakımından zenginleştirilmiştir. Adipojenik farklılaşma süreci tavuklar ve insanlar arasında karşılaştırılabilir. Bu nedenle, civciv embriyolarından izole edilen preadipositler, insanlar ve kümes hayvanları ile ilgili çalışmalar için çift amaçlı bir model olarak kullanılabilir. Bununla birlikte, preadipositlerin verimi, hücreler olgun adipositlere dönüştükçe yaşlanmayla birlikte azalır5.

Mevcut protokol, piliç civciv embriyolarında adipojenik farklılaşma ve adiposit hipertrofisinin zirvede olduğu aşamada (E16-E18) preadipositlerin yağ dokusundan izolasyonunu optimize eder8. Bu prosedür, tavuk diyeti gibi gelişmekte olan embriyonun ovo’da maruz kaldığı faktörlerin adiposit gelişimi ve adipojenik potansiyel ex vivo üzerindeki etkilerini değerlendirebilir. Ayrıca, çeşitli manipülasyonların (örneğin, hipoksi, besin ilaveleri, farmakolojik agonistler ve antagonistler) adipogenez veya adiposit progenitörlerinin çeşitli ‘omes’leri (örneğin, transkriptom, metabolom, metilom) üzerindeki etkisini test edebilir. Yağ oluşumunun en erken aşamasının bir temsili olarak, bu protokol kullanılarak elde edilen hücreler, kümes hayvanları ve insanlarla ilgili çalışmalar için değerli modellerdir.

Protocol

Tüm hayvan prosedürleri Tennessee Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi tarafından onaylanmıştır. Taze döllenmiş ticari piliç yumurtaları (Cobb 500) yerel bir kuluçkahaneden elde edildi. Yumurtalar, embriyonik günler 16-18’de (E16-E18) diseksiyona kadar% 60 bağıl nem ile 38 ° C’de inkübe edildi. Yağ dokusu subkutan (femoral) depodan toplandı. 1. İzolasyon ve kültür için hazırlık Kültür davlumbazını ve enstrümanlar…

Representative Results

Primer preadipositler morfolojik olarak fibroblastlara benzer, düzensiz, yıldız benzeri şekillere ve merkezi bir çekirdeğe sahiptir (Şekil 2A-C). Hücreler doku kültürü plastiğine kolayca yapışır ve bağlanmadan hemen sonra çoğalmaya başlar. Ortamda yağ asitleri sağlandığında lipit damlacıklarını hızla farklılaştırır ve biriktirirler (Şekil 3D). Burada temsil edilen izolasyonlarda bildirilen canlı…

Discussion

Her ne kadar iyi tanımlanmış birkaç protokol preadipositlerin izolasyonunu bildirmiş olsa da14,15,16,17, embriyonik preadipositler için izolasyon optimize edilmiştir, bu da piliç civcivlerinde erken yaşam yağ büyümesi ve gelişiminin fonksiyonel analizleri için kullanılabilir. Bu protokol, yüksek diferansiyasyon potansiyeline sahip yüksek canlılık embriyonik adiposit progeni…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Yazarlar, bu protokolü destekledikleri ve optimize ettikleri için UT AgResearch ve Hayvan Bilimi Bölümü’ne teşekkür eder. Bu çalışma USDA hibesi ile finanse edildi.

Materials

1 mL Pipette Eppendorf Z683825 Single Channel Pipette, 100 – 1000 µL
1 mL Pipette Tip Fisher Scientific 02-707-402
100% Isopropanol Fisher Scientific A426P4
1x PBS Gibco 10010023
25 mL Flask Pyrex 4980-25
37% Formaldehyde Fisher Scientific F75P-1GAL
6-Well Plate Falcon 353046 Tissue Culture-treated
96-Well Assay Plate Costar 3632
96-Well Plate, Black Bottom Costar 3603 Tissue Culture-treated
AdipoRed Lonza PT-7009
Amphotericin B Gibco 15290026
Bench Top Wiper (Kimtechwiper) Kimberly-Clark 34155
Betadine Up & Up NDC 1167300334 20% Working Solution
Cell Counter Corning 6749
Cell Strainer, 40 µm SPL 93040
Centrifugaton Eppendorf 5702
Chicken Serum Gibco 16110082
Conical Centrifuge Tubes, 15 mL VWR 10025-690
Conical Centrifuge Tubes, 50 mL Falcon 352098
Cryovial Nunc 343958
Curved Forceps, 100 mm Roboz Surgical RS-5137
Curved Surgical Scissors, 115 mm Roboz Surgical RS-6839
Distilled Water Millipore SYNSV0000 Despensed as needed
DMEM/F12 HyClone SH30023.01
DMSO Sigma D2650
Ethanol Decon Labs 2701 70% Working Solution
Fetal Bovine Serum (FBS) Gibco 10437028
Fluorescent Microscope Evos M7000
Fluorescent Plate Reader Biotek Synergy H1
Foil Reynolds Reynolds Wrap Heavy Duty Aluminum Foil, 125 SQ. FT.
Freezing Container Thermo Scientific 5100-0001
Gelatin Millipore 4055 2% Working Solution
Hematocytometer (Counting Chamber) Corning 480200 0.1 mm deep
Incubator Fisher Scientific 6845
Instrument Sterilizer VWR B1205
Linoleic Acid-Oleic Acid-Albumin Sigma L9655 1x Working Solution
Microscope Evos AMEX1000
Multi-Channel Pipette Thermo Scientific 4661070 12-Channel Pipetters, 30 – 300 µL
Na2HPO4 Sigma S-7907
NaH2PO4 Sigma S-3139
NucBlue Invitrogen R37605
Oil Red O Sigma O-0625
Orbital Shaker IKA KS130BS1
Paper Towel Tork RK8002
Parafilm Parafilm M PM996
Penicillin/Steptomycin (P/S) Gibco 15140122 1x Working Solution
Petri dishes, 100 mm Falcon 351029
Petri dishes, 60 mm Falcon 351007
Plate Shaker VWR 200
RBC Lysis Buffer Roche 11814389001
Reagent Reservior VWR 89094-680
Small Beaker, 100 mL Pyrex 1000-100
Spectrophotometer Plate Reader Biotek Synergy H1
Sterile Gauze McKesson 762703
Straight Forceps, 120 mm Roboz Surgical RS-4960
Straight Scissors, 140 mm Roboz Surgical RS-6762
T-25 Flask Corning 430639 Tissue Culture-treated
Tissue Culture Incubator Thermo Scientific 50144906
Tissue Strainer, 250 µm Pierce 87791
Trypan Blue Stain Gibco 15250061
Trypsin Gibco 15400054 0.1% Working Solution
Tweezers, 110 mm Roboz Surgical RS-5035
Type 1 Collagenase Gibco 17100017
Water Bath Fisher Scientific 15-462-10
Whatman Grade 1 Filter Paper Whatman 1001-110

References

  1. Fryar, C. D., Carroll, M. D., Ogden, C. L. . Prevalence of overweight, obesity, and severe obesity among children and adolescents aged 2-19 years: United States, 1963-1965 through 2015-2016. , (2018).
  2. Siegel, P. B. Evolution of the modern broiler and feed efficiency. Annual Review of Animal Biosciences. 2 (1), 375-385 (2014).
  3. Zuidhof, M. J., Schneider, B. L., Carney, V. L., Korver, D., Robinson, F. Growth, efficiency, and yield of commercial broilers from 1957, 1978, and 2005. Poultry Science. 93 (12), 2970-2982 (2014).
  4. Poulos, S. P., Dodson, M. V., Hausman, G. J. Cell line models for differentiation: preadipocytes and adipocytes. Experimental Biology and Medicine. 235 (10), 1185-1193 (2010).
  5. Vilaboa, S. D. -. A., Navarro-Palou, M., Llull, R. Age influence on stromal vascular fraction cell yield obtained from human lipoaspirates. Cytotherapy. 16 (8), 1092-1097 (2014).
  6. Speake, B. K., Noble, R. C., McCartney, R. J. Tissue-specific changes in lipid composition and lipoprotein lipase activity during the development of the chick embryo. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Lipids and Lipid Metabolism. 1165 (3), 263-270 (1993).
  7. Chen, P., Suh, Y., Choi, Y. M., Shin, S., Lee, K. Developmental regulation of adipose tissue growth through hyperplasia and hypertrophy in the embryonic Leghorn and broiler. Poultry Science. 93 (7), 1809-1817 (2014).
  8. Farkas, K., Ratchford, I. A., Noble, R. C., Speake, B. K. Changes in the size and docosahexaenoic acid content of adipocytes during chick embryo development. Lipids. 31 (3), 313-321 (1996).
  9. Claver, J. A., Quaglia, A. I. Comparative morphology, development, and function of blood cells in nonmammalian vertebrates. Journal of Exotic Pet Medicine. 18 (2), 87-97 (2009).
  10. . Corning Cell Counter Demo Video Available from: https://www.youtube.com/watch?v=JWjckEHO6Wg (2022)
  11. Nema, R., Khare, S. An animal cell culture: Advance technology for modern research. Advances in Bioscience and Biotechnology. 3 (3), 219-226 (2012).
  12. Regassa, A., Kim, W. K. Effects of oleic acid and chicken serum on the expression of adipogenic transcription factors and adipogenic differentiation in hen preadipocytes. Cell Biology International. 37 (9), 961-971 (2013).
  13. Temkin, A. M. Effects of crude oil/dispersant mixture and dispersant components on PPAR γ activity in vitro and in vivo: identification of dioctyl sodium sulfosuccinate (DOSS; CAS# 577-11-7) as a probable obesogen. Environmental Health Perspectives. 124, 112-119 (2016).
  14. Hausman, D. B., Park, H. J., Hausman, G. J. . Adipose Tissue Protocols. , 201-219 (2008).
  15. Lee, M. J., Wu, Y., Fried, S. K. A modified protocol to maximize differentiation of human preadipocytes and improve metabolic phenotypes. Obesity. 20 (12), 2334-2340 (2012).
  16. Church, C. D., Berry, R., Rodeheffer, M. S. Isolation and study of adipocyte precursors. Methods in Enzymology. 537, 31-46 (2014).
  17. Akbar, N., Pinnick, K. E., Paget, D., Choudhury, R. P. Isolation and characterization of human adipocyte-derived extracellular vesicles using filtration and ultracentrifugation. Journal of Visualized Experiments. (170), e61979 (2021).
  18. Perlman, D., Giuffre, N. A., Brindle, S. A. Use of Fungizone in control of fungi and yeasts in tissue culture. Proceedings of the Society for Experimental Biology and Medicine. 106 (4), 880-883 (1961).
  19. Kuhlmann, I. The prophylactic use of antibiotics in cell culture. Cytotechnology. 19 (2), 95-105 (1995).
  20. Yang, X., et al. Black swimming dots in cell culture: the identity, detection method and judging criteria. bioRxiv. , 366906 (2018).
  21. Freshney, R. I. . Culture of animal cells: a manual of basic technique and specialized applications. , 163-186 (2015).

Play Video

Cite This Article
Kim, M., Jung, U., Shepherd, E., Mihelic, R., Voy, B. H. Isolation of Preadipocytes from Broiler Chick Embryos. J. Vis. Exp. (186), e63861, doi:10.3791/63861 (2022).

View Video