Language
Country/Area
No result found
Таинственное рождение жировых клеток: зачем они нужны нашему организму?
Формирование адипоцитов, или адипогенез, представляет собой процесс трансформации стволовых клеток в адипоциты, процесс, состоящий из двух стадий: определения судьбы и терминальной дифференцировки. На этапе определения судьбы МСК трансформируются в клетки-предшественники жира, которые также называются липобластами или преадипоцитами, и теряют способность дифференцироваться в другие типы клеток, такие как хрящевые клетки (хондроциты), мышечные клетки (миоциты) и костные клетки (остеобласты). . В дальнейшем, на стадии терминальной дифференцировки, преадипоциты далее трансформируются в зрелые адипоциты.
Жировые клетки хранят самый большой запас энергии в организме животного в форме триглицеридов.
Этот процесс регулируется различными гормонами. Когда потребление энергии превышает ее расход, жировые клетки расширяются, а когда расход энергии превышает ее потребление, происходит высвобождение энергии. Инсулин — это гормон, способствующий расширению, в то время как адреналин, глюкагон и адренокортикотропный гормон способствуют высвобождению энергии.
Процесс развития жировых клеток
Адипогенез — это строго регулируемый процесс клеточной дифференцировки из мезенхимальных стволовых клеток в преадипоциты, а затем в зрелые адипоциты. Этот процесс включает изменение моделей экспрессии генов: от экспрессии генов плюрипотентности до экспрессии генов, специфичной для типа клеток. Таким образом, факторы транскрипции имеют решающее значение для адипогенеза.
Транскрипционные факторы PPARγ и C/EBPs являются основными регуляторами адипогенеза.
Эти факторы транскрипции способствуют экспрессии генов, характерных для зрелых адипоцитов. По сравнению с клетками из других источников, процесс дифференциации адипоцитов in vitro фактически воспроизводит характеристики дифференциации in vivo. В зрелых адипоцитах наблюдается остановка роста, морфологические изменения, высокая экспрессия генов синтеза липидов и продукция адипокинов, таких как адипонектин, лептин и ФНО-альфа.
Клеточная дифференцировка и ее транскрипционная регуляция
В исследованиях in vitro адипогенез изучается с использованием коммитированных клеточных линий преадипоцитов, таких как клеточные линии 3T3-L1 или 3T3-F442A, или преадипоцитов, выделенных из белой жировой ткани. Этот процесс обычно приводит к снижению роста и сопровождается ранними событиями, такими как морфологические изменения и индукция факторов транскрипции C/EBPβ и C/EBPδ.
PPARγ является основным регулятором адипогенеза и необходим для дифференцировки эмбриональных стволовых клеток в адипоциты.
На второй стадии остановки роста экспрессируются два ключевых фактора транскрипции, PPARγ и C/EBPα, которые способствуют экспрессии генов, характерных для зрелых адипоцитов, включая рецептор инсулина и синтазу жирных кислот. Этот процесс приводит к накоплению липидных пузырьков, что свидетельствует о созревании клетки.
Синергические эффекты факторов транскрипции
Хотя PPARγ и C/EBPα являются главными регуляторами адипогенеза, другие факторы транскрипции также играют роль в процессе дифференцировки. Фактор детерминации и дифференцировки адипоцитов 1 (ADD1) и белок, связывающий стероидный регуляторный элемент 1 (SREBP1), могут активировать PPARγ путем генерации эндогенных лигандов PPARγ или непосредственного стимулирования экспрессии PPARγ.
Сигнальный путь Wnt/β-катенин ингибирует адипогенез и способствует дифференциации мезенхимальных стволовых клеток в мышечные клетки и клетки костей.
Более того, снижение адипогенеза у людей с ожирением обусловлено увеличением количества стареющих клеток в жировой ткани, а не уменьшением количества стволовых или клеток-предшественников. Этот факт демонстрирует потенциальное влияние стареющих клеток на регуляцию адипогенеза.
Влияние на эндокринную систему
Продукты эндокринной системы, такие как инсулин, ИФР-1, цАМФ, глюкокортикоиды и трийодтиронин, эффективно индуцируют адипогенез в преадипоцитах. Инсулин регулирует этот процесс через сигнальный путь рецептора инсулиноподобного фактора роста 1 (IGF1), тем самым способствуя индукции факторов транскрипции, связанных с терминальной дифференцировкой.
Костные морфогенетические белки (КМБ) также могут способствовать дифференцировке преадипоцитов, демонстрируя влияние множественных сигнальных путей на адипогенез.
Однако BMP2 способен стимулировать принятие решений о судьбе плюрипотентных клеток и даже способствовать остеогенезу через различные изоформы рецепторов. Это выявляет сложное взаимодействие между различными факторами, еще больше подчеркивая многогранный характер регуляции адипогенеза.
Резюме размышлений
Формирование жировых клеток является важной частью нашего понимания энергетического баланса и обмена веществ, однако по мере изменения образа жизни общества ожирение становится все более распространенной проблемой. Как можно сбалансировать связь между образованием жировых клеток и здоровьем?
