Клітинна лінія 3T3-L1: ключ до розуміння ожиріння

Клітинна лінія 3T3-L1, отримана з преадипоцитів мишей, широко використовується в дослідженнях, присвячених фундаментальним клітинним механізмам, пов'язаним з ожирінням, діабетом та іншими супутніми захворюваннями. Крім того, клітини 3T3-L1 відіграють ключову роль у дослідженні складних субклітинних шляхів, що сприяють адипогенезу — процесу, під час якого преадипоцити перетворюються на зрілі адипоцити.

Історія та походження клітинної лінії 3T3-L1

У цьому розділі розглядаються основні деталі про клітинну лінію 3T3-L1, такі як її природа, розмір адипоцитів 3T3-L1 та її походження, що є фундаментальними для дослідників, які починають працювати з цією клітинною лінією.

• Лінія 3T3-L1, що походить від клітин фібробластів мишей, була субклонована з клітин 3T3 швейцарських альбіносів, відібраних за їх здатністю накопичувати ліпіди. Попередні клітини 3T3 були отримані з ембріонів мишей.
• Спочатку клітини 3T3-L1 мають структуру, схожу на фібробласти; однак за певних умов вони диференціюються, набуваючи характеристик адипоцитів.
• Розмір адипоцитів 3T3-L1 варіюється на різних стадіях диференціації: недиференційовані клітини зазвичай мають середній діаметр 15,4 мкм, тоді як після диференціації середні діаметри на 7-й та 14-й день після диференціації становлять приблизно 18,8 мкм та 20,3 мкм відповідно [1].
• Клітини 3T3-L1 характеризуються нестабільним каріотипом із числом хромосом 2n = 40.

Культивування клітин 3T3-L1

Клітини 3T3-L1 широко культивуються в дослідницьких лабораторіях. Наведена в цьому розділі інформація щодо культивування може допомогти вам ефективно працювати з культурами 3T3-L1 та підтримувати їх. Тут ви дізнаєтеся: Який час подвоєння клітин 3T3-L1? Чи є 3T3-L1 адгезивною або суспензійною клітинною лінією? Яка щільність висівання клітин 3T3-L1?

Ключові моменти культивування клітин 3T3-L1

Час подвоєння популяції:

Приблизний час подвоєння популяції клітин 3T3-L1 становить 28 годин.

Адгезивна чи суспензійна:

3T3-L1 — це адгезивна клітинна лінія.

Щільність висівання:

Для клітин 3T3-L1 рекомендується щільність висівання 3 x 10³ клітин/^см2. Клітини слід пасажувати при 70–80% конфлюентності, коли щільність клітин досягає 6 x 10⁴ клітин/^см2. Для висівання клітини промивають 1 x PBS, відокремлюють за допомогою розчину Accutase, додають середовище та центрифугують. Відновлені клітини ресуспендують у свіжому середовищі та переносять у нову колбу.

Середовище для росту:

Для оптимального росту клітин 3T3-L1 використовується DMEM (модифікована середа Дульбекко). Цей середовище зазвичай доповнюють 4,0 мМ L-глутаміном, 3,7 г/л NaHCO3, 4,5 г/л глюкози та 10% сироваткою ембріонів великої рогатої худоби.

Умови вирощування:

Культури клітин 3T3-L1 утримують у зволоженому інкубаторі при температурі 37 °C та з подачею 5 % CO2.

Зберігання:

Клітини 3T3-L1 зберігаються при температурі нижче -150 °C в електричній морозильній камері або в паровій фазі рідкого азоту.

Процес заморожування та середовище:

Для заморожування адипоцитів 3T3-L1 методом повільного заморожування використовують середовища CM-1 або CM-ACF. Цей метод дозволяє знизити температуру клітин лише на 1 °C і захищає їх життєздатність.

Процес розморожування:

Заморожені клітини 3T3-L1 швидко розморожують при температурі 37 °C у водяній бані. Розморожені клітини негайно ресуспендують у культуральному середовищі і можуть бути безпосередньо перенесені у колбу для росту. На відміну від цього, клітини можна центрифугувати для видалення старого середовища заморожування, ресуспендувати у свіжому середовищі та культивувати.

Рівень біобезпеки:

Для клітинної лінії мишей 3T3-L1 рекомендуються лабораторні умови рівня біобезпеки 1.

Клітинна лінія 3T3-L1: переваги та обмеження

Існує багато плюсів і мінусів, пов'язаних із цією лінією фібробластів. Тут розглядаються кілька важливих переваг та обмежень клітинної лінії 3T3-L1.

Переваги

• Простота утримання: клітини 3T3-L1 легко культивувати в лабораторних умовах, що робить їх зручними для проведення різноманітних експериментів на основі клітин.
• Низька вартість: клітинна лінія 3T3-L1 є більш доступною за свіжовиділені адипоцити, що робить її економічно вигідною альтернативою для вивчення диференціації та інших клітинних процесів.
• Здатність до диференціації: клітини фібробластів миші 3T3-L1 мають здатність до диференціації. Вони можуть набувати фенотипу адипоцитів та інших характерних ознак під впливом певних стимулів.

Обмеження

• Відсутність фізіологічної релевантності: Адипоцитарні клітини 3T3-L1, отримані з мишей, не мають фізіологічної релевантності до людських адипоцитів та жирової тканини. Вони не повністю відображають гетерогенність та складність жирової тканини in vivo, що обмежує можливість безпосереднього застосування результатів експериментів до людей.

Застосування клітин 3T3-L1

Диференціація адипоцитів 3T3-L1

Клітинна лінія 3T3-L1 зазвичай використовується для вивчення біології адипоцитів, диференціації адипоцитарних клітин та пов'язаних з цим клітинних і молекулярних механізмів. Диференціація клітин 3T3-L1 в адипоцити тісно імітує шлях диференціації адипоцитів in vivo. У жировій тканині клітини-попередники, що знаходяться у стромально-судинній фракції, мають потенціал диференціюватися у зрілі адипоцити у відповідь на різні фізіологічні сигнали, включаючи стан харчування та гормональні сигнали. Модель 3T3-L1 дозволяє детально вивчати шляхи диференціації попередників адипоцитів, надаючи уявлення про молекулярні механізми, що керують адипогенезом та його регуляцією зовнішніми факторами.

Процес диференціації можна індукувати в культурі шляхом впливу на конфлюентні преадипоцити 3T3-L1 специфічного коктейлю індукторів, що зазвичай містить інсулін, дексаметазон та ізобутилметилксантин (IBMX). Індукція запускає серію транскрипційних та клітинних подій, що призводять до набуття фенотипу адипоцитів, який характеризується накопиченням ліпідних крапель, чутливістю до інсуліну та експресією специфічних для адипоцитів білків, таких як рецептор гамма, активований проліфератором пероксисом (PPARγ), та білок альфа, що зв’язується з CCAAT/енхансером (C/EBPα).

Функціональні характеристики зрілих адипоцитів 3T3-L1

Диференційовані адипоцити 3T3-L1 експресують адипогенні гени та виявляють багато функціональних характеристик зрілих адипоцитів, зокрема здатність накопичувати та мобілізувати ліпіди, секретувати адипокіни та реагувати на інсулін. Ці клітини стають здатними синтезувати та розщеплювати тригліцериди, тим самим відіграючи роль у енергетичному гомеостазі. Дослідження адипоцитів 3T3-L1 також пролило світло на ендокринні функції жирової тканини, підкресливши секрецію різних біоактивних пептидів та білків, що впливають на системний метаболізм.

Дослідження діабету та ожиріння

Преадипоцити 3T3-L1 використовуються як in vitro модель для вивчення молекулярних шляхів, залучених до діабету та ожиріння. Крім того, це може допомогти у скринінгу ліків або інших терапевтичних засобів для боротьби з цими захворюваннями. Наприклад, у дослідженні, проведеному у 2022 році, вивчалися антидіабетичні ефекти традиційної трави Ocimum forskolei Benth з використанням клітин 3T3-L1. Вони оцінили поглинання глюкози, адипогенні маркери та маркери транскрипції, а саме DGAT1, CEBP/α та PPARγ у оброблених клітинах. Відповідно, в одному дослідженні оцінювали протиожиріння ефекти рослинного сполуки кемпферолу з використанням клітин 3T3-L1. Дослідники виявили, що ця сполука має потенціал проти ожиріння, інгібуючи адипогенез та сприяючи ліполізу в цих преадипоцитах.

Наукові публікації, присвячені клітинам 3T3-L1

Ось найвідоміші та найчастіше цитовані останні публікації, присвячені клітинам 3T3-L1.

Апігетрин пригнічує адипогенез у клітинах 3T3-L1 шляхом зниження експресії PPARγ та CEBP-α

У цій публікації в журналі «Lipids in Health and Disease» (2018) висловлено припущення, що апігетрин, флавоноїд, пригнічує адипогенез шляхом зниження рівнів транскрипційних факторів, а саме CEBP-α та PPARγ, у клітинах 3T3-L1.

Антиадипогенні ефекти логанової кислоти в преадипоцитах 3T3-L1 та мишах з видаленими яєчниками

Це дослідження було опубліковано в журналі «Molecules» у 2018 році. У ньому висунуто гіпотезу, що сполука логанова кислота, яка міститься в корені Gentiana lutea L. (GL), має потенціал для боротьби з ожирінням, оскільки вона чинить адипогенну дію на клітини 3T3-L1.

Дозозалежний ефект диметилсульфоксиду на вміст ліпідів, життєздатність клітин та окислювальний стрес в адипоцитах 3T3-L1

У цій статті, опублікованій у журналі «Toxicology reports» (2018), досліджували потенційний вплив диметилсульфоксиду на вміст ліпідів, окислювальний стрес та життєздатність клітин 3T3-L1 у дозозалежний спосіб.

Вплив адропіну на проліферацію та диференціацію клітин 3T3-L1 та первинних преадипоцитів щурів

Ця стаття була опублікована в журналі «Molecular and Cellular Endocrinology» у 2019 році. У цьому дослідженні вчені оцінили можливий вплив білка адропіну на проліферацію та диференціацію клітин 3T3-L1 та первинних адипоцитів щурів.

Фукоїдан з Undaria pinnatifida має протидіабетичну дію завдяки стимуляції поглинання глюкози та зменшенню базального ліполізу в адипоцитах 3T3-L1

У цьому дослідженні, опублікованому в журналі «Nutrition Research» (2019), вивчався антидіабетичний потенціал сульфатованого полісахариду фукоїдану, отриманого з Undaria pinnatifida. Результати показали, що фукоїдан стимулює поглинання глюкози, зменшує базальний ліполіз у преадипоцитах 3T-L1 та проявляє ці ефекти.

Гінзенозид Rg2 інгібує адипогенез у преадипоцитах 3T3-L1 та пригнічує ожиріння у мишей з ожирінням, індукованим дієтою з високим вмістом жирів, через шлях AMPK

Ця наукова стаття була опублікована в 2019 році в журналі Food and Function. У ній висловлено припущення, що натуральний продукт, гінзенозид Rg2, чинить протиожиріння, інгібуючи адипогенез у клітинах 3T3-L1 та у мишей з ожирінням шляхом регулювання каскаду AMPK.

Ресурси для клітинної лінії 3T3-L1: протоколи, відео та інше

3T3-L1 — це відома лінія клітин фібробластів мишей. Існує безліч ресурсів щодо протоколів культивування, трансфекції, заморожування та розморожування цієї клітинної лінії.

Деякі з них наведено нижче.

• Диференціація клітин 3T3-L1: за цим посиланням наведено детальний протокол диференціації преадипоцитів 3T3-L1.
• Трансфекція клітин 3T3-L1: це відео є навчальним посібником з трансфекції клітин 3T3-L1.
• Пасажування клітин 3T3: це відео пояснює процедуру пасажування клітин фібробластів миші 3T3.

Тут ви можете знайти кілька протоколів культивування клітинної лінії 3T3-L1.

• Культивування клітин 3T3-L1: Це посилання містить детальний покроковий посібник з поділу клітин 3T3-L1. Крім того, воно містить протокол заморожування та диференціації клітин.
• Культура та диференціація клітин 3T3-L1: за цим посиланням ви знайдете протокол культивування та диференціації клітин 3T3-L1.