Можете да споделите тази статия под лиценза Attribution 4.0 International.

Триизмерните изображения на мастните клетки, първите по рода си, са най-новата тактика в продължаващата борба срещу глобалната епидемия от затлъстяване.

Изображението по-долу е част от нов доклад, който разкрива вътрешната работа на мастната тъкан при мишки и идентифицира потенциални цели за нови лекарства за лечение и профилактика на затлъстяване и диабет.

разкриват
3D изображение на невронните проекции в мастната клетка. (Кредит: Рокфелер)

„Тези открития подчертават стойността на 3D изображенията като инструмент за откриване“, казва завършилият колега Jingyi Chi, съавтор на статията, която описва изследването.

Водено от Пол Коен, асистент в Университета Рокфелер, новото изследване се основава на неотдавнашното откритие, че има три различни вида мазнини: бяла, кафява и бежова. Докато отдавна е известно, че бялата мазнина, която съхранява енергия, причинява проблеми, кафявата и бежовата мазнина може действително да насърчават доброто здраве, като изгарят енергия.

Бежовите мазнини, казва Коен, имат особено висок потенциал за лечение на затлъстяване и редица съпътстващи метаболитни нарушения, включително диабет и сърдечно-съдови заболявания, тъй като могат да бъдат предизвикани да се променят бързо от напълно спящо състояние в много активно енергийно изгаряне държава. Крайната му цел е да разработи терапевтични методи за манипулиране на бежовите мазнини, за да изгори повече енергия при хора, чийто метаболизъм не функционира добре.

По-добри 3D изображения

Като отправна точка Чи и нейните колеги, сред които и нейният съавтор, Жухао Ву, искаха да научат повече за това как бежовите мастни клетки взаимодействат със симпатиковата нервна система, което играе важна роля, за да позволи на клетките да разберат колко енергия за съхранявайте и колко да изгорите.

„Когато хората мислят за мастна тъкан, това е просто бучка мазнина ...“

Конвенционалните лабораторни методи за разглеждане на мастна тъкан (известна още като мастна тъкан) обаче са недостатъчни - изображенията, които са създали, са с липса на необходимите подробности.

Така изследователите са адаптирали революционна система за триизмерно изобразяване на тъкани, известна като iDISCO, първоначално разработена в друга лаборатория за изследване на мозъка. Работейки с мишки, които изследователите са изложени на студ, състояние, което кара бежовата мазнина да се развива и изгаря енергия, те използват модифицираната технология, за да визуализират вътрешната архитектура на тъканта.

„Когато хората мислят за мастна тъкан, това е просто бучка мазнина“, казва Чи. Но снимките, които тя засне, бяха всичко друго, но не и скучни. Те осигуряват поразителен поглед върху функционалните характеристики на бежовата мазнина, включително кръвоносни съдове и издатини от нервни клетки, които изглеждат като нишковидни мрежи.

Наличието и плътността на тези нервни издатини - както големи нервни снопчета, така и фини структури, наречени неврити - прогнозираха нивото на активност на бежовата мазнина. Най-активната мастна тъкан имаше най-много нервни проекции.

Вариантите на гените могат да направят затлъстяването „всичко, но неизбежно“

3D изображенията също разкриха важни разлики между висцералните и подкожните мазнини. Висцералната мазнина, която при хората се намира в корема, обгражда вътрешните органи и е свързана с диабет и други метаболитни заболявания. Подкожната мастна тъкан, която хората носят под кожата на бедрата и другаде, може да се превърне в бежова мазнина, когато е изложена на студ и не е свързана със заболяване.

Мишките също имат двата вида, а подробните изображения на висцералната им мазнина показват, че тя е структурно аморфна, с минимални невритни проекции. Чи и нейните колеги установяват, че подкожната мастна мастна тъкан е добре организирана структурно, с плътните нервни снопчета и невритните издатини, необходими за изгаряне на енергия.

Ролята на един протеин

И така, какво причинява растежа на нервите в бежовата мастна тъкан?

Коен и други преди това са демонстрирали значението на протеин, известен като PRDM16, за създаването и енергийната активност на бежовата мазнина. Мишките без протеина не могат да активират бежовите си мазнини и в крайна сметка имат много от същите усложнения, които засягат затлъстелите хора, като инсулинова резистентност.

За да определи дали PRDM16 играе роля в развитието на нервите, Чи изследва подкожната мастна тъкан от мишки, при които липсва протеин в мастните клетки, докато излага някои от тези животни на студ. Получените изображения показват „поразително намаляване“ на невритните проекции в сравнение с изображенията на мишки с протеина.

Накъпканите маймуни намекват, че рискът от затлъстяване започва преди раждането

„Това предполага, че двата клетъчни типа водят диалог“, казва Коен, „където, ако имате PRDM16 в мастна клетка, той по някакъв начин насочва невритите към мястото. И ако го вземете, нямате тези неврити. "

Той също така предполага, че сигналните молекули, които посредничат в този диалог, могат да представляват нови терапевтични цели в продължаващата битка срещу затлъстяването и свързаните с него заболявания.

Изследователите докладват своите открития в списанието на Cell Metabolism.