Linia komórkowa 3T3-L1: klucz do zrozumienia otyłości

Linia komórkowa 3T3-L1, wyhodowana z mysich preadipocytów, jest szeroko wykorzystywana w badaniach skupiających się na podstawowych mechanizmach komórkowych związanych z otyłością, cukrzycą i innymi powiązanymi schorzeniami. Ponadto komórki 3T3-L1 mają kluczowe znaczenie dla badania skomplikowanych szlaków subkomórkowych, które ułatwiają adipogenezę, czyli proces, w którym preadipocyty przekształcają się w dojrzałe adipocyty.

Kontekst i pochodzenie linii komórkowej 3T3-L1

W tej sekcji omówiono istotne szczegóły dotyczące linii komórkowej 3T3-L1, takie jak jej charakter, wielkość adipocytów 3T3-L1 oraz pochodzenie, które są fundamentalne dla naukowców rozpoczynających pracę z tą linią komórkową.

• Pochodząca z mysich komórek fibroblastów linia 3T3-L1 została subklonowana z komórek 3T3 myszy szwajcarskich albinosów, wybranych ze względu na ich zdolność do gromadzenia lipidów. Komórki prekursorowe 3T3 pochodziły z embrionów myszy.
• Początkowo komórki 3T3-L1 wykazują strukturę podobną do fibroblastów; jednak w określonych warunkach ulegają one różnicowaniu, przyjmując cechy adipocytów.
• Rozmiar adipocytów 3T3-L1 zmienia się w różnych stadiach różnicowania: komórki niezróżnicowane mają zazwyczaj średnią średnicę 15,4 μm, natomiast po różnicowaniu średnia średnica w 7. i 14. dniu po różnicowaniu wynosi odpowiednio około 18,8 μm i 20,3 μm [1].
• Komórki 3T3-L1 charakteryzują się niestabilnym kariotypem, z liczbą chromosomów wynoszącą 2n = 40.

Hodowla komórek 3T3-L1

Komórki 3T3-L1 są powszechnie hodowane w laboratoriach badawczych. Poniższe informacje dotyczące hodowli zawarte w tej sekcji mogą pomóc w skutecznym prowadzeniu i utrzymaniu hodowli komórek 3T3-L1. Tutaj dowiesz się: Jaki jest czas podwojenia komórek 3T3-L1? Czy 3T3-L1 jest linią komórkową przylegającą czy zawiesinową? Jaka jest gęstość wysiewu komórek 3T3-L1?

Kluczowe informacje dotyczące hodowli komórek 3T3-L1

Czas podwojenia populacji:

Przybliżony czas podwojenia populacji komórek 3T3-L1 wynosi 28 godzin.

Przylegające czy w zawiesinie:

3T3-L1 to linia komórek przylegających.

Gęstość wysiewu:

W przypadku komórek 3T3-L1 zaleca się gęstość wysiewu wynoszącą 3 x 10³ komórek/cm². Komórki należy przesadzać przy 70–80% konfluencji, gdy gęstość komórek osiągnie 6 x 10⁴ komórek/cm². W celu wysiania komórki przemywa się 1 x PBS, odrywa za pomocą roztworu Accutase, dodaje pożywkę i odwirowuje. Odzyskane komórki zawiesza się w świeżej pożywce i umieszcza w nowej kolbie.

Pożywka wzrostowa:

Do optymalnego wzrostu komórek 3T3-L1 stosuje się DMEM (zmodyfikowaną pożywkę Dulbecco's Modified Eagle Medium). Pożywka ta jest zazwyczaj uzupełniana 4,0 mM L-glutaminą, 3,7 g/l NaHCO3, 4,5 g/l glukozą i 10% surowicą płodową bydlęcą.

Warunki wzrostu:

Hodowle komórek 3T3-L1 są utrzymywane w nawilżanym inkubatorze w temperaturze 37°C i przy stężeniu CO2 wynoszącym 5%.

Przechowywanie:

Komórki 3T3-L1 przechowuje się w temperaturze poniżej -150°C w zamrażarce elektrycznej lub w fazie gazowej ciekłego azotu.

Proces zamrażania i pożywka:

Do zamrażania adipocytów 3T3-L1 metodą powolnego zamrażania stosuje się pożywki CM-1 lub CM-ACF. Metoda ta pozwala na spadek temperatury komórek jedynie o 1°C i chroni ich żywotność.

Proces rozmrażania:

Zamrożone komórki 3T3-L1 są szybko rozmrażane w temperaturze 37°C w łaźni wodnej. Rozmrożone komórki są natychmiast zawieszane w pożywce hodowlanej i mogą być bezpośrednio umieszczone w kolbie w celu wzrostu. Alternatywnie komórki można odwirować w celu usunięcia starego podłoża zamrażającego, zawiesić w świeżym podłożu i hodować.

Poziom bezpieczeństwa biologicznego:

W przypadku mysiej linii komórkowej 3T3-L1 zaleca się warunki laboratoryjne na poziomie bezpieczeństwa biologicznego 1.

Linia komórkowa 3T3-L1: zalety i ograniczenia

Z tą linią komórek fibroblastów wiąże się wiele zalet i wad. Poniżej omówiono kilka istotnych zalet i ograniczeń linii komórkowej 3T3-L1.

Zalety

• Łatwość utrzymania: Komórki 3T3-L1 są łatwe w hodowli w warunkach laboratoryjnych, co sprawia, że nadają się do wielu eksperymentów opartych na komórkach.
• Niski koszt: Linia komórkowa 3T3-L1 jest tańsza niż świeżo izolowane adipocyty, co stanowi opłacalną alternatywę do badania różnicowania i innych procesów komórkowych.
• Zdolność do różnicowania: Komórki fibroblastów myszy 3T3-L1 posiadają zdolność do różnicowania. Pod wpływem określonych bodźców mogą one nabrać fenotypu adipocytów i innych charakterystycznych cech.

Ograniczenia

• Brak znaczenia fizjologicznego: Komórki tłuszczowe 3T3-L1 pochodzące od myszy nie mają znaczenia fizjologicznego dla ludzkich adipocytów i tkanki tłuszczowej. Nie odzwierciedlają one w pełni heterogeniczności i złożoności tkanki tłuszczowej in vivo, co ogranicza bezpośrednią przydatność wyników eksperymentów w odniesieniu do ludzi.

Zastosowania komórek 3T3-L1

Różnicowanie adipocytów 3T3-L1

Linia komórkowa 3T3-L1 jest powszechnie stosowana do badania biologii adipocytów, różnicowania komórek adipocytów oraz powiązanych mechanizmów komórkowych i molekularnych. Różnicowanie komórek 3T3-L1 w adipocyty ściśle naśladuje szlak różnicowania adipocytów in vivo. W tkance tłuszczowej komórki prekursorowe znajdujące się w frakcji naczyniowo-stromalnej mają potencjał różnicowania się w dojrzałe adipocyty w odpowiedzi na różne sygnały fizjologiczne, w tym stan odżywienia i sygnały hormonalne. Model 3T3-L1 pozwala na szczegółowe badanie szlaków różnicowania prekursorów adipocytów, dostarczając informacji na temat mechanizmów molekularnych rządzących adipogenezą oraz jej regulacją przez czynniki zewnętrzne.

Proces różnicowania można wywołać w hodowli poprzez ekspozycję konfluentnych preadipocytów 3T3-L1 na specyficzny koktajl induktorów zawierający zazwyczaj insulinę, deksametazon i izobutylometyloksantynę (IBMX). Indukcja wyzwala serię zdarzeń transkrypcyjnych i komórkowych, które prowadzą do uzyskania fenotypu adipocytów charakteryzującego się akumulacją kropelek lipidów, wrażliwością na insulinę oraz ekspresją białek specyficznych dla adipocytów, takich jak receptor gamma aktywowany przez proliferatory peroksysomów (PPARγ) oraz białko alfa wiążące CCAAT/enhancer (C/EBPα).

Cechy funkcjonalne dojrzałych adipocytów 3T3-L1

Zróżnicowane adipocyty 3T3-L1 ujawniają geny adipogeniczne i wykazują wiele cech funkcjonalnych dojrzałych adipocytów, takich jak zdolność do magazynowania i mobilizacji lipidów, wydzielania adipokin oraz reagowania na insulinę. Komórki te zyskują zdolność do syntezy i rozkładu trójglicerydów, odgrywając w ten sposób rolę w homeostazie energetycznej. Badania nad adipocytami 3T3-L1 rzuciły również światło na funkcje endokrynologiczne tkanki tłuszczowej, podkreślając wydzielanie różnych bioaktywnych peptydów i białek, które wpływają na metabolizm ogólnoustrojowy.

Badania nad cukrzycą i otyłością

Preadipocyty 3T3-L1 są wykorzystywane jako model in vitro do badania szlaków molekularnych związanych z cukrzycą i otyłością. Ponadto może to pomóc w selekcji leków lub innych środków terapeutycznych do zwalczania tych chorób. Na przykład w badaniach przeprowadzonych w 2022 r. zbadano działanie przeciwcukrzycowe tradycyjnego zioła, Ocimum forskolei Benth, przy użyciu komórek 3T3-L1. Oceniono wychwyt glukozy, markery adipogenezy oraz markery transkrypcji, tj. DGAT1, CEBP/α i PPARγ w komórkach poddanych działaniu tego związku. W ramach innego badania oceniono działanie przeciw otyłości związku roślinnego, kemferolu, z wykorzystaniem komórek 3T3-L1. Naukowcy odkryli, że związek ten wykazuje potencjał przeciwdziałający otyłości poprzez hamowanie adipogenezy i promowanie lipolizy w tych preadipocytach.

Publikacje naukowe dotyczące komórek 3T3-L1

Oto najważniejsze i najczęściej cytowane najnowsze publikacje dotyczące komórek 3T3-L1.

Apigetryna hamuje adipogenezę w komórkach 3T3-L1 poprzez obniżenie ekspresji PPARγ i CEBP-α

W publikacji w czasopiśmie „Lipids in Health and Disease” (2018) zaproponowano, że apigetryna, flawonoid, hamuje adipogenezę poprzez obniżenie poziomu czynników transkrypcyjnych, tj. CEBP-α i PPARγ, w komórkach 3T3-L1.

Przeciwadipogeniczne działanie kwasu loganowego w preadipocytach 3T3-L1 i u myszy po usunięciu jajników

Badanie to zostało opublikowane w czasopiśmie „Molecules” w 2018 r. Sugeruje ono, że kwas loganowy zawarty w korzeniu Gentiana lutea L. (GL) ma potencjał przeciwdziałania otyłości, ponieważ wywiera działanie adipogeniczne w komórkach 3T3-L1.

Zależne od dawki działanie dimetylosulfotlenku na zawartość lipidów, żywotność komórek i stres oksydacyjny w adipocytach 3T3-L1

W artykule opublikowanym w czasopiśmie „Toxicology Reports” (2018) zbadano potencjalny wpływ dimetylosulfotlenku na zawartość lipidów, stres oksydacyjny i żywotność komórek 3T3-L1 w sposób zależny od dawki.

Wpływ adropiny na proliferację i różnicowanie komórek 3T3-L1 oraz pierwotnych preadipocytów szczura

Artykuł ten został opublikowany w czasopiśmie „Molecular and Cellular Endocrinology” w 2019 r. W badaniu tym naukowcy ocenili potencjalny wpływ białka adropiny na proliferację i różnicowanie komórek 3T3-L1 oraz pierwotnych adipocytów szczura.

Fukoidan z Undaria pinnatifida wykazuje działanie przeciwcukrzycowe poprzez stymulację wychwytu glukozy i zmniejszenie podstawowej lipolizy w adipocytach 3T3-L1

W badaniu opublikowanym w czasopiśmie „Nutrition Research” (2019) zbadano potencjał przeciwcukrzycowy siarczanowanego polisacharydu, fucoidanu, pozyskanego z Undaria pinnatifida. Wyniki wykazały, że fucoidan stymuluje wychwyt glukozy, zmniejsza podstawową lipolizę w preadipocytach 3T-L1 i wywiera te efekty.

Ginsenozyd Rg2 hamuje adipogenezę w preadipocytach 3T3-L1 i hamuje otyłość u myszy otyłych wywołaną dietą wysokotłuszczową poprzez szlak AMPK

Ten artykuł naukowy został opublikowany w 2019 roku w czasopiśmie „Food and Function”. Sugeruje on, że naturalny produkt, ginsenozyd Rg2, wywiera działanie przeciwozłobowe poprzez hamowanie adipogenezy w komórkach 3T3-L1 i u otyłych myszy poprzez regulację kaskady AMPK.

Materiały dotyczące linii komórkowej 3T3-L1: protokoły, filmy i inne

3T3-L1 to znana linia komórek fibroblastów myszy. Dostępnych jest wiele zasobów dotyczących protokołów hodowli, transfekcji, zamrażania i rozmrażania tej linii komórkowej.

Poniżej wymieniono kilka z nich.

• Różnicowanie komórek 3T3-L1: Ten link zawiera szczegółowy protokół różnicowania preadipocytów 3T3-L1.
• Transfekcja komórek 3T3-L1: Ten film jest przewodnikiem po transfekcji komórek 3T3-L1.
• Pasażowanie komórek 3T3: Ten film wyjaśnia procedurę pasażowania mysich fibroblastów 3T3.

Tutaj można znaleźć kilka protokołów dotyczących hodowli linii komórkowej 3T3-L1.

• Hodowla komórek 3T3-L1: Ten link zawiera szczegółowy przewodnik krok po kroku dotyczący podziału komórek 3T3-L1. Ponadto zawiera protokół zamrażania i różnicowania komórek.
• Hodowla i różnicowanie komórek 3T3-L1: Ten link zawiera protokół dotyczący hodowli i różnicowania komórek 3T3-L1.