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De células madre a células grasas: ¿qué genes están detrás de esta transformación?
Las células grasas (adipocitos) son tejidos importantes para el almacenamiento de energía en el cuerpo. El proceso de su formación se llama adipogénesis, un proceso lleno de secretos y desafíos de regulación genética. La adipogénesis se divide en dos etapas, siendo la primera la etapa de determinación, seguida de la etapa de diferenciación terminal. Durante la fase de determinación, las células madre mesenquimales se transforman en células precursoras de grasa, a menudo llamadas lipoblastos o preadipocitos, durante la cual pierden su potencial para convertirse en otros tipos de células (como el potencial de diferenciación en condrocitos, células musculares y osteocitos.
En la etapa de diferenciación terminal, los preadipocitos se transformarán en adipocitos maduros, y la diferenciación celular en este proceso está estrictamente regulada por los genes.
Almacenamiento de energía y regulación hormonal
Las células grasas desempeñan un papel clave en la homeostasis energética de los animales y almacenan energía en forma de triglicéridos. Estas células se hinchan cuando la ingesta de energía excede el gasto y se movilizan cuando el gasto de energía excede la ingesta. Este proceso está influenciado por una variedad de hormonas contrarreguladoras, a las que los adipocitos son muy sensibles. La insulina promueve la expansión celular, mientras que la adrenalina, el glucagón y la hormona adrenocorticotrópica (ACTH) promueven la movilización celular.
Durante la adipogénesis, los factores de transcripción clave son responsables de regular la transición de la expresión genética, lo que hace que el patrón de expresión de las células pluripotentes cambie al patrón de expresión genética específico de los adipocitos. Entre ellos, el receptor activado por el proliferador de peroxisomas γ (PPARγ) y las proteínas de unión al potenciador de CCAAT (C/EBP) se consideran los principales reguladores de la adipogénesis. Estos factores de transcripción juegan un papel crucial en el desarrollo de los adipocitos.
Modelos celulares de diferenciaciónPPARγ y C/EBPα no sólo son los reguladores maestros de la adipogénesis, sino que también afectan las características de los adipocitos en todo momento, como los cambios morfológicos, la acumulación de lípidos y la sensibilidad a la insulina.
Los estudios de adipogénesis realizados in vitro generalmente utilizan líneas celulares de preadipocitos precomprometidos, como las líneas celulares 3T3-L1 y 3T3-F442A, o preadipocitos aislados de la zona vascular del estroma del tejido adiposo blanco. Estos procesos de diferenciación muestran un buen orden.
En primer lugar, los preadipocitos proliferantes dejan de crecer debido a la inhibición por contacto y luego su forma cambia de un estado fibroblástico a un estado redondeado, un proceso acompañado por la inducción de los factores de transcripción C/EBPβ y C/EBPδ. Estudios actuales han demostrado que la expresión de estos factores aumenta transitoriamente en la etapa temprana, y luego la expresión de PPARγ y C/EBPα promoverá la expresión de genes relacionados con las características del adipocito maduro, como la proteína del adipocito (aP2), el receptor de insulina, glicerofosfodiesterasa, lipopolisacárido deshidrogenasa, etc.
Sin embargo, a menudo es difícil diferenciar con éxito los preadipocitos de las líneas de preadipocitos in vitro, lo que demuestra la complejidad y el desafío de este proceso.
Mecanismos reguladores de la transcripción
Importancia del PPARγ
PPARγ, como regulador maestro de la adipogénesis, forma un heterodímero con el receptor X del ácido retinoico (RXR), luego se une al ADN y activa el promotor de los genes posteriores. La activación de PPARγ mejora la expresión de genes específicos de los adipocitos.
Los C/EBP y su papel
Los C/EBP pertenecen a la clase de factores de transcripción con cremallera de leucina básica, que también desempeñan un papel importante en la adipogénesis. Como factor inductor de la adipogénesis, el AMPc puede promover la expresión de C/EBPβ y C/EBPδ. El aumento transitorio de estos factores en la etapa temprana de la diferenciación activará factores de transcripción relacionados con la adipogénesis, como PPARγ y C/EBPα.
La influencia de factores internos y externos en la producción de grasa
Insulina e IGF-1
La insulina regula la adipogénesis a través de la señalización del receptor del factor de crecimiento similar a la insulina 1 (IGF1) y promueve la inducción de factores de transcripción que son críticos para la diferenciación terminal.
Señalización Wnt y BMPLa vía de señalización Wnt/β-mielina puede inhibir la adipogénesis y promover la diferenciación de células madre mesenquimales en células musculares o células óseas, al tiempo que previene la conversión a la vía de la adipogénesis. La producción de proteínas morfogenéticas óseas (BMPs) puede estimular la diferenciación de los preadipocitos, demostrando su papel activo en este proceso.
Además, se ha demostrado que los preadipocitos envejecidos inhiben la producción de adipocitos, que es uno de los factores importantes que causan la reducción de la producción de grasa en personas obesas.
Con una comprensión más profunda de los mecanismos de la adipogénesis, tenemos una comprensión más clara de la regulación genética detrás de este proceso. Estos estudios no sólo proporcionan nuevos objetivos para el tratamiento de la obesidad y las enfermedades metabólicas relacionadas, sino que también nos llevan a pensar si estos mecanismos moleculares, una vez comprendidos plenamente en el futuro, pueden transformarse con éxito en opciones de tratamiento para combatir los problemas de salud relacionados con la obesidad. ?
