Robust differentiering af humane iPSC'er i en ren population af adipocytter for at studere adipocytassocierede lidelser

Mesenkymale stamceller (MSC’er) fungerer som en effektiv forbigående ressource til fremstilling af celler af mesodermal oprindelse som adipocytter, osteocytter og chondrocytter, som yderligere kan bruges til modellering af deres respektive genetiske lidelser. Tidligere tilgange var imidlertid afhængige af at opnå disse MSC’er fra voksent væv 1, hvilket pålagde udfordringen med at få dem i stort antal fra donorerne og begrænsningen ved at holde dem funktionelt levedygtige under suboptimale in vitro-dyrkningsbetingelser ^1,2. Disse hindringer har skabt et stort behov for at have en protokol til generering af MSC’er in vitro. Human inducerede pluripotente stamceller (iPSC’er) kan anvendes som en værdifuld kilde til MSC’er og udviser MSC-karakteristika ^3,4,5. iPSC’er-afledte MSC’er kan bruges som en terapeutisk mulighed i flere sygdomme. Også iPSC’er-afledte MSC’ers evne til at generere adipocytter gør dem til en værdifuld in vitro human model til at studere human adipogenese, fedme og adipocytassocierede lidelser.

Nuværende differentieringsprotokoller for adipocytter kan klassificeres i to grupper, hvor den ene involverer differentiering af adipocytter ved hjælp af kemiske eller proteinbaserede cocktails, hvilket giver et resulterende udbytte på 30%-⁶⁰%6,7,8,9, mens den anden involverer genetisk manipulation til robust induktion af nøgletranskriptionsfaktorer, der styrer adipocytudviklingen, for at give et udbytte på 80%-90%^{10, 11}. Imidlertid rekapitulerer genetisk manipulation ikke den naturlige proces med adipocytdifferentiering og maskerer ofte de subtile paradigmer, der ankommer under adipogenese, hvilket gør det ineffektivt til sygdomsmodelleringsformål^12,13. Derfor præsenterer vi en måde at sortere kemisk afledte modne adipocytter fra umodne ved fluorescerende mærkning af lipidbærende adipocytter ved hjælp af Nilrød.

Her præsenterer vi en protokol, der involverer forbigående inkubation af iPSC’er afledte embryoidlegemer (EB’er) med all-trans retinsyre for at producere et stort antal hurtigt prolifererende MSC’er, som yderligere kan bruges til at generere adipocytter¹⁴. Vi præsenterer også en måde at sortere kemisk afledte modne adipocytter fra den heterogene differentieringspulje ved fluorescerende mærkning af deres lipiddråber ved hjælp af et lipofilt farvestof; Nilen rød. Dette ville muliggøre generering af en ren population af modne adipocytter med forbedret funktionalitet til nøjagtigt at modellere adipocytassocierede metaboliske lidelser.