ligne cellulaire 3T3-L1 : Une clé pour comprendre l'obésité

La lignée cellulaire 3T3-L1, dérivée de préadipocytes de souris, est largement utilisée dans la recherche axée sur les mécanismes cellulaires fondamentaux impliqués dans l'obésité, le diabète et d'autres problèmes de santé connexes. En outre, les cellules 3T3-L1 sont essentielles pour explorer les voies subcellulaires complexes qui facilitent l'adipogenèse, le processus par lequel les préadipocytes se transforment en adipocytes matures.

Contexte et origines de la lignée cellulaire 3T3-L1

Cette section aborde les détails essentiels de la lignée cellulaire 3T3-L1, tels que sa nature, la taille des adipocytes 3T3-L1 et sa dérivation, qui sont fondamentaux pour les chercheurs qui commencent à travailler avec cette lignée cellulaire.

  • Issue de cellules de fibroblastes de souris, la lignée 3T3-L1 a été sous-clonée à partir de cellules 3T3 de souris Swiss Albino, sélectionnées pour leur capacité à accumuler des lipides. Les cellules 3T3 précurseurs proviennent d'embryons de souris.
  • Initialement, les cellules 3T3-L1 présentent une structure de type fibroblaste ; cependant, dans des conditions spécifiques, elles se différencient et adoptent les caractéristiques des adipocytes.
  • La taille des adipocytes 3T3-L1 varie en fonction des différents stades de différenciation : les cellules indifférenciées ont généralement un diamètre moyen de 15,4 μm, tandis qu'après différenciation, les diamètres moyens au 7e et 14e jour post-différenciation sont respectivement d'environ 18,8 μm et 20,3 μm [1].
  • les cellules 3T3-L1 sont caractérisées par un caryotype instable, avec un nombre de chromosomes de 2n = 40.

animation médicale tridimensionnelle de cellules adipeuses en croissance.

Culture des cellules 3T3-L1

les cellules 3T3-L1 sont largement cultivées dans les laboratoires de recherche. Les informations sur la culture fournies dans cette section peuvent vous aider à manipuler et à maintenir efficacement les cultures de cellules 3T3-L1. Vous saurez ici Quel est le temps de doublement des cellules 3T3-L1 ? La lignée 3T3-L1 est-elle une lignée de cellules adhérentes ou en suspension ? Quelle est la densité d'ensemencement des cellules 3T3-L1 ?

Points clés pour la culture des cellules 3T3-L1

Temps de doublement de la population :

Le temps approximatif de doublement de la population pour les cellules 3T3-L1 est de 28 heures.

Adhérentes ou en suspension :

3T3-L1 est une lignée cellulaire adhérente.

Densité d'ensemencement :

une densité d'ensemencement de 3 x103 cellules/cm2 est recommandée pour les cellules 3T3-L1. Les cellules doivent être passagées à 70-80% de confluence lorsque la densité cellulaire atteint 6 x104 cellules/cm2. Pour l'ensemencement, les cellules sont lavées avec 1 x PBS, détachées à l'aide de la solution Accutase, ajoutées au milieu et centrifugées. Les cellules récupérées sont remises en suspension dans un milieu frais et distribuées dans un nouveau flacon.

Milieu de croissance :

Le DMEM (Dulbecco's Modified Eagle Medium) est utilisé pour la croissance optimale des cellules 3T3-L1. Ce milieu est généralement complété par 4,0 mM de L-glutamine, 3,7 g/L de NaHCO3, 4,5 g/L de glucose et 10 % de sérum bovin fœtal.

Conditions de croissance :

les cultures de cellules 3T3-L1 sont conservées dans un incubateur humidifié à 37°C et avec un apport de 5% de CO2.

Stockage :

les cellules 3T3-L1 sont conservées à une température inférieure à -150°C, soit dans un congélateur électrique, soit dans la phase vapeur de l'azote liquide.

Processus de congélation et milieu :

Les milieux CM-1 ou CM-ACF sont utilisés pour la congélation des adipocytes 3T3-L1 par la méthode de congélation lente. Cette méthode ne permet qu'une baisse de 1°C de la température des cellules et protège leur viabilité.

Processus de décongélation :

Les cellules 3T3-L1 congelées sont rapidement décongelées à 37°C dans un bain-marie. Les cellules décongelées sont immédiatement remises en suspension dans le milieu de culture et peuvent être directement distribuées dans le flacon pour la croissance. Au contraire, les cellules peuvent être centrifugées pour éliminer le vieux milieu de congélation, remises en suspension dans un milieu frais et cultivées.

Niveau de biosécurité :

Il est recommandé d'utiliser la lignée cellulaire murine 3T3-L1 dans un laboratoire de niveau de biosécurité 1.

Monocouche confluente de cellules 3T3-L1 sous un grossissement de 10x et 20x.

lignée cellulaire 3T3-L1 : Avantages et limites

Cette lignée cellulaire de fibroblastes présente de nombreux avantages et inconvénients. Quelques avantages et limites importants de la lignée cellulaire 3T3-L1 sont présentés ici.

Avantages

  • Facilité d'entretien : les cellules 3T3-L1 sont faciles à cultiver en laboratoire, ce qui les rend pratiques pour de multiples expériences basées sur les cellules.
  • Faible coût : La lignée cellulaire 3T3-L1 est plus abordable que les adipocytes fraîchement isolés, ce qui constitue une alternative rentable pour l'étude de la différenciation et d'autres processus cellulaires.
  • Capacité de différenciation : Les cellules 3T3-L1 du fibroblaste de souris possèdent la capacité de se différencier. Elles peuvent acquérir un phénotype adipocytaire et d'autres caractéristiques lorsqu'elles sont exposées à des stimuli spécifiques.

Limites

  • Manque de pertinence physiologique : Les cellules adipocytaires 3T3-L1 dérivées de souris n'ont pas de pertinence physiologique par rapport aux adipocytes et aux tissus adipeux humains. Elles ne représentent pas totalement l'hétérogénéité et la complexité du tissu adipeux in vivo, ce qui limite l'applicabilité directe des résultats expérimentaux à l'homme.


Applications des cellules 3T3-L1

Différenciation des adipocytes 3T3-L1

La lignée cellulaire 3T3-L1 est couramment utilisée pour étudier la biologie des adipocytes, la différenciation des cellules adipocytaires et les mécanismes cellulaires et moléculaires associés. La différenciation des cellules 3T3-L1 en adipocytes reproduit fidèlement la voie de différenciation in vivo des adipocytes. Dans le tissu adipeux, les cellules précurseurs résidant dans la fraction vasculaire stromale ont le potentiel de se différencier en adipocytes matures en réponse à divers signaux physiologiques, notamment l'état nutritionnel et les signaux hormonaux. Le modèle 3T3-L1 permet d'étudier en détail les voies de différenciation des précurseurs adipocytaires, ce qui permet de mieux comprendre les mécanismes moléculaires qui régissent l'adipogenèse et sa régulation par des facteurs externes.

Le processus de différenciation peut être induit en culture en exposant les préadipocytes 3T3-L1 confluents à un cocktail spécifique d'inducteurs contenant généralement de l'insuline, de la dexaméthasone et de l'isobutylméthylxanthine (IBMX). L'induction déclenche une série d'événements transcriptionnels et cellulaires qui conduisent à l'acquisition d'un phénotype adipocytaire caractérisé par l'accumulation de gouttelettes de lipides, la sensibilité à l'insuline et l'expression de protéines spécifiques des adipocytes telles que le récepteur gamma activé par les proliférateurs de peroxysomes (PPARγ) et la protéine de liaison CCAAT/enhancer alpha (C/EBPα).

Caractéristiques fonctionnelles des adipocytes 3T3-L1 matures

Les adipocytes 3T3-L1 différenciés expriment des gènes adipogéniques et présentent de nombreuses caractéristiques fonctionnelles des adipocytes matures, la capacité de stocker et de mobiliser les lipides, de sécréter des adipokines et de répondre à l'insuline. Ces cellules deviennent capables de synthétiser et de décomposer les triglycérides, jouant ainsi un rôle dans l'homéostasie énergétique. L'étude des adipocytes 3T3-L1 a également mis en lumière les fonctions endocrines du tissu adipeux, en soulignant la sécrétion de divers peptides et protéines bioactifs qui influencent le métabolisme systémique.

Recherche sur le diabète et l'obésité

les préadipocytes 3T3-L1 sont utilisés comme modèle in vitro pour étudier les voies moléculaires impliquées dans le diabète et l'obésité. En outre, ils peuvent aider à sélectionner des médicaments ou d'autres agents thérapeutiques pour lutter contre ces maladies. Par exemple, des recherches menées en 2022 ont exploré les effets antidiabétiques d'une plante traditionnelle, Ocimum forskolei Benth, en utilisant des cellules 3T3-L1. Ils ont évalué l'absorption du glucose, les marqueurs adipogéniques et les marqueurs de transcription, à savoir DGAT1, CEBP/α et PPARγ dans les cellules traitées. En conséquence, une étude a évalué les effets anti-obésité d'un composé végétal, le kaempférol, en utilisant des cellules 3T3-L1. Les chercheurs ont découvert que ce composé présentait un potentiel anti-obésité en inhibant l'adipogenèse et en favorisant la lipolyse dans ces préadipocytes.


Publications de recherche sur les cellules 3T3-L1

Voici les publications récentes les plus importantes et les plus citées concernant les cellules 3T3-L1.

L'apigétrine inhibe l'adipogenèse dans les cellules 3T3-L1 en régulant PPARγ et CEBP-α

Cette publication dans Lipids in Health and Disease (2018) propose que l'apigétrine, un flavonoïde, supprime l'adipogenèse en réduisant les niveaux de facteurs de transcription, c'est-à-dire CEBP-α et PPARγ, dans les cellules 3T3-L1.

Effets antiadipogènes de l'acide loganique sur les préadipocytes 3T3-L1 et les souris ovariectomisées

Cette étude a été publiée dans la revue Molecules en 2018. Elle propose qu'un composé de l'acide loganique dans la racine de Gentiana lutea L. (GL) possède un potentiel anti-obésité car il exerce des effets adipogènes dans les cellules 3T3-L1.

Effet dose-dépendant du sulfoxyde de diméthyle sur la teneur en lipides, la viabilité cellulaire et le stress oxydatif dans les adipocytes 3T3-L1

Cet article paru dans Toxicology reports (2018) a exploré l'effet potentiel du sulfoxyde de diméthyle sur la teneur en lipides, le stress oxydatif et la viabilité des cellules 3T3-L1 de manière dose-dépendante.

Effets de l'adropine sur la prolifération et la différenciation des cellules 3T3-L1 et des préadipocytes primaires de rat

Cet article a été publié dans la revue Molecular and Cellular Endocrinology en 2019. Dans cette étude, les chercheurs ont évalué les effets possibles de la protéine adropine sur la prolifération et la différenciation des cellules 3T3-L1 et des adipocytes primaires du rat.

Le fucoidan d'Undaria pinnatifida a des effets antidiabétiques par la stimulation de l'absorption du glucose et la réduction de la lipolyse basale dans les adipocytes 3T3-L1

Cette étude de Nutrition Research (2019) a étudié le potentiel antidiabétique d'un polysaccharide sulfaté, le fucoidan, obtenu à partir d'Undaria pinnatifida. Les résultats ont révélé que le fucoidan stimule l'absorption du glucose, réduit la lipolyse basale dans les cellules 3T-L1 préadipocytaires et exerce ces effets.

Le ginsénoside Rg2 inhibe l'adipogenèse dans les préadipocytes 3T3-L1 et supprime l'obésité chez les souris obèses induites par un régime riche en graisses par le biais de la voie AMPK

Cet article de recherche a été publié en 2019 dans la revue Food and Function. Il propose qu'un produit naturel, le ginsénoside Rg2, exerce des effets anti-obésité en inhibant l'adipogenèse dans les cellules 3T3-L1 et chez les souris obèses en régulant la cascade AMPK.


Ressources pour Ligne cellulaire 3T3-L1 : Protocoles, vidéos et autres

3T3-L1 est une célèbre lignée cellulaire de fibroblastes de souris. De nombreuses ressources sont disponibles sur les protocoles de culture, de transfection, de congélation et de décongélation de cette lignée cellulaire.

Quelques ressources sont mentionnées ici.

Vous trouverez ici quelques protocoles pour la culture de la lignée cellulaire 3T3-L1.

adipocytes 3T3-L1 : FAQ sur leur rôle dans la biologie du tissu adipeux et la recherche métabolique

Références

  1. Analyse rapide des cellules souches humaines dérivées de l'adipeuse et de la différenciation des 3T3-L1 vers les adipocytes à l'aide du Scepter™ 2.0 Cell Counter. BioTechniques, 2012. 53(2) : p. 109-111.
  2. Xu, J., et al, le microARN-16-5p favorise la différenciation des adipocytes 3T3-L1 en régulant EPT1. Biochemical and biophysical research communications, 2019. 514(4) : p. 1251-1256.
  3. Zhang, L., et al, Promouvoir la différenciation et le métabolisme des lipides sont les principaux effets de l'exposition au DINP sur les préadipocytes 3T3-L1. Environmental pollution, 2019. 255: p. 113154.
  4. Khalil, H.E., et al, Ameliorative Effect of Ocimum forskolei Benth on Diabetic, Apoptotic, and Adipogenic Biomarkers of Diabetic Rats and 3T3-L1 Fibroblasts Assisted by In Silico Approach. Molecules, 2022. 27(9) : p. 2800.
  5. Torres-Villarreal, D., et al, Anti-obesity effects of kaempferol by inhibiting adipogenesis and increasing lipolysis in 3T3-L1 cells. Journal of physiology and biochemistry, 2019. 75: p. 83-88.

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