Abstrakt

Perirenales Fettgewebe, eine der die Nieren umgebenden Fettmassen, kann bei einer Nierentransplantation von gesunden Spendern gewonnen werden. Perirenales Fettgewebe ist bisher nur als Bindegewebe zum Schutz der Nieren und Nierengefäße vor äußeren physikalischen Reizen bekannt. In letzter Zeit wird Fettgewebe jedoch zunehmend als endokrines Organ angesehen, und perirenales Fettgewebe wird nun als direkter Einfluss auf Stoffwechselerkrankungen angesehen. Die Eigenschaften des perirenalen Fettgewebes eines gesunden Spenders sind: (Ⅰ) Es gibt eine große Anzahl brauner Fettzellen (70–80 Prozent der Gesamtzahl), (Ⅱ) Die meisten braunen Fettzellen sind in der ruhenden Zelle inaktiv Zyklus, (Ⅲ) Aktivierende Faktoren sind ständige Kälteeinwirkung, Hormone, Metastasierungsfaktoren und Umweltfaktoren, (Ⅳ) Anatomisch wird eine große Anzahl brauner Fettzellen in der Nähe der Nebennieren, (Ⅴ) Beige Zellen, produziert durch Umwandlung von weißen Adipozyten in braunähnliche Adipozyten, sind hochaktiv, (Ⅵ) aktivierte Zellen sezernieren BATokine und (Ⅶ) die Energieverbrauchseffizienz ist hoch. Trotz dieser Vorteile wird das gesamte perirenale Fettgewebe eines gesunden Spenders als medizinischer Abfall verbrannt. Im Hinblick auf ihre Verwendung diskutiert diese Übersicht die braunen Adipozyten und beigen Zellen im perirenalen Fettgewebe eines gesunden Spenders und schlägt Möglichkeiten für ihre klinische Anwendung vor.

Schlüsselwörter

perirenal; Fettgewebe; gesunder Spender; braune Adipozyten; beige Zellen;Vorteile von Cistanche-Extrakt

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Perirenales Fettgewebe

Es gibt drei Arten von Fett, das die Niere umgibt: pararenales Fett, Sinusfett und perirenales Fett. Das pararenale Fett befindet sich außerhalb der Nierenmembran und besteht aus weißem Fett [1]. Das Nierensinusfett verteilt sich um die Nierengefäße, ist innerhalb der Nierenmembran vorhanden und nimmt mit Fettleibigkeit zu. Das perirenale Fett befindet sich in der Retroperitonealhöhle und gilt als einfaches Bindegewebe, das die Niere und die Nierengefäße vor äußeren physikalischen Reizen schützt (Abbildung 1A) [1].

Abbildung 1. Charakterisierung von perirenalem Fettgewebe. (A) Anatomischer Ort des perirenalen Fettgewebes, (B) Perirenales Fettgewebe, aus dem Fettzelltypen bestehen, (C) Thermogenese brauner Adipozyten für die Kalorienverbrennung, (D) Adipokine, die von braunen, weißen und beigen Adipozyten ausgeschieden werden, und (E) Bräunungsinduktoren für die Umwandlung weißer Adipozyten in die beige Zelle.

Da Fettgewebe jedoch als endokrines Organ angesehen wird, das verschiedene Adipokine und nicht nur Energiespeicher absondert, wird davon ausgegangen, dass perirenales Fettgewebe Stoffwechselerkrankungen wie Diabetes, Fettleibigkeit und kardiovaskuläre Anomalien direkt beeinflusst [2]. Als endokrines Organ enthält das perirenale Fettgewebe eine große Anzahl brauner Adipozyten [3] und hochaktivierte beige Zellen, die durch die Transformation weißer Adipozyten entstehen [4]. Daher wird perirenales Fettgewebe als eine sehr nützliche Quelle von Zellen für therapeutische Zwecke betrachtet.

Jedoch wird alles perirenale Fettgewebe, das von gesunden Spendern während einer Nierentransplantation gewonnen wird, als medizinischer Abfall verbrannt. Um die Möglichkeit seiner klinischen Anwendung zu erhöhen, gibt dieser Artikel einen Überblick über die Eigenschaften und potenziellen Anwendungen von perirenalem Fettgewebe.

Adipozytentypen im perirenalen Fettgewebe

Die Adipozyten, aus denen das perirenale Fettgewebe besteht, sind wie andere Fettgewebe hauptsächlich in weiße und braune Blutkörperchen unterteilt (Abbildung 1B). Weiße Adipozyten speichern Energie in Form von Triglyceriden, die beim Fasten in Fettsäuren und Glycerin zerlegt werden. Sie beeinflussen den Appetit und die Insulinsensitivität ebenso wie endokrine Organe, indem sie hormonähnliche Moleküle wie Leptin und Lipocalin ausschütten. Gleichzeitig halten braune Adipozyten die Körpertemperatur aufrecht, indem sie chemische Energie als Wärme über einen durch das Entkopplungsprotein 1 (UCP1) vermittelten Weg freisetzen, einen Abwehrmechanismus gegen Hypothermie (Abbildung 1C) [6,7].

Histologisch haben Adipozyten eine einheitliche Form, die durch dünne Kollagenintervalle getrennt ist. Bei weißen Adipozyten wird das Zytoplasma durch den Druck von Fetttröpfchen an den Rand gedrückt. Inzwischen ist der Kern klein und dünn, oval und mit einem großen Fetttropfen in der Mitte zur Seite geschoben (Abbildung 1B (b)) [8]. Braune Adipozyten sind kleiner und enthalten viele Fetttröpfchen (Abbildung 1B(a)) [3). Wenn weiße Adipozyten eine hohe UCP1-Expression und viele kleine Fetttröpfchen aufweisen, werden sie als beige Zellen bezeichnet (Abbildung 1B(c)) [9l.]. Beige Zellen haben einen anderen Ursprung als braune Adipozyten, haben aber die gleiche energieverbrauchende Funktion wie Kalorien; daher sind sie von klinischem Wert.

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Vorteile von braunem Fettgewebe

Die Hauptaufgabe des braunen Fettgewebes besteht darin, durch Wärmeerzeugung eine konstante Körpertemperatur aufrechtzuerhalten; 300 kcal erzeugen und 50 g braunes Fettgewebe verbrauchen (Abbildung 1C) [10]. Die kalorienverbrennende Wirkung von braunem Fettgewebe kann bei der Behandlung von Fettleibigkeit und Insulinresistenz, Stoffwechselstörungen, die durch übermäßige Energiespeicherung verursacht werden, angewendet werden.

Wenn braune Adipozyten aktiviert werden, werden Glukose und Fettsäuren effizient aus dem Blut entfernt; Blutglukose wird durch Aktivierung von 3-adrenergen Rezeptoren auf der braunen Adipozytenmembran eliminiert, gefolgt von einer erhöhten Synthese von Glukosetransporter 1 (GLUT1), einem Glukosetransporter, durch zyklisches Adenosinmonophosphat (cAMP) im Zytoplasma [11]. Plasmatriglyceride werden durch Aktivierung von Lipoproteinproteasen und CD36 entfernt, die von braunen Adipozyten abgesondert werden [12]. Somit kann die Aktivierung von braunen Adipozyten die Insulinsensitivität und den Energieverbrauch effektiv verbessern und das Körpergewicht reduzieren.

Bis vor kurzem wurde angenommen, dass braunes Fettgewebe beim Menschen in allen Stadien vom Säuglings- bis zum Erwachsenenalter fehlt. Mit der Entwicklung von Geräten zur Messung der Stoffwechselaktivität (Fluor-18-Fluordeoxyglucose-Positronen-Emissions-Tomographie (18F-FDG-PET)/Computertomographie (CT)) wurde jedoch festgestellt, dass braunes Fettgewebe in wärmeempfindlichen Geweben bei Erwachsenen vorhanden ist [ 13]. Insbesondere um die Niere herum wurde viel braunes Fettgewebe gefunden, das sehr aktiv ist [14]. In unseren laufenden Vorversuchen behielten wir 302 periphere Fettgewebe; das Durchschnittsgewicht der Nierenspender betrug 229,19 ± 136,53 g und das Durchschnittsalter 32,98 ± 9,94 Jahre. Anhand von 17 Proben haben wir die Verteilung von braunem Fett gemessen und festgestellt, dass es in 10-60 Prozent (v/v) des Gewebes vorhanden ist. Es gab signifikante individuelle Unterschiede in der Menge an braunem Fett.

Braunes Fettgewebe als Wärmeerzeuger

Die an der Energieerzeugung beteiligten Organellen sind die Mitochondrien, und chemische und thermische Energie werden durch zwei Kanäle in der inneren Mitochondrienmembran erzeugt. Protonen verlassen die Mitochondrien durch den Elektronentransferweg und verursachen eine Potentialdifferenz; Chemische Energie (ATP) wird erzeugt, wenn Protonen durch den ATP-Synthesekomplex eintreten, und thermische Energie wird erzeugt, wenn Protonen in den UCP1-Weg eintreten, wodurch die Fettsäureoxidation in den Mitochondrien aktiviert wird (Abbildung 1C) [15].

Braunes Fett ist ein spezielles Gewebe, mit dem wir uns an die Kälte anpassen. Wenn sie niedrigen Temperaturen ausgesetzt werden, scheiden sympathische Nerven Katecholamine (insbesondere Norepinephrin) aus und ihre Rezeptoren (3-adrenerge Rezeptoren) werden aktiviert. Dann wird UCP1 in der inneren Mitochondrienmembran aktiviert. Temperaturbezogene Gene in braunen Adipozyten sind kontinuierlich aktiv, wenn wir regelmäßige Temperaturunterschiede erfahren, aber von weißen Adipozyten stammende beige Zellen werden nur aktiviert, wenn wir niedrigen Temperaturen ausgesetzt sind [16].

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Braunes Fettgewebe als endokrines Organ

Aktivierte braune Fettzellen sezernieren über endokrine Wege Substanzen, die andere Stoffwechselgewebe (motorische Muskeln) beeinflussen und den Energiestoffwechsel [4] und Entzündungen [17] regulieren. Die vom braunen Fettgewebe sezernierten Substanzen werden als Adipokine des braunen Fettgewebes (BAT) oder BATokine bezeichnet und über autokrine, parakrine, periphere und endokrine Wege sezerniert (Abbildung 1D) [18].

Autokrine und peripher sezernierte Substanzen sind NGF, FGF2 und VEGF-A, die am Wachstum brauner Adipozyten, Vaskularisierung, Neutralisierung und Blutflussprozessen beteiligt sind; Diese Substanzen spielen eine Rolle bei der Aktivierung brauner Adipozyten, wenn sie kalten Umgebungen ausgesetzt sind. Die vom endokrinen System ausgeschiedenen Substanzen sind IGF1 und FGF21. IGF1 spielt eine Rolle bei der Verringerung der Glukosekonzentration im Blut. FGF21 steigt im Blut bei niedrigen Temperaturen durch Aktivierung brauner Adipozyten an [20], ist an der Bräunung weißer Adipozyten beteiligt [21] und reguliert den Energiestoffwechsel über den Lipoprotein-Abbauweg [22]. Wir analysierten die Konzentrationen von NGF, FGF2, VEGF-A, IGF1 und FGF21 unter Verwendung von 1 0 peripherem Fettgewebe. Gemäß den Anweisungen des Herstellers wurden 25 g jedes Gewebes als Anfangsvolumen entnommen und eine stromale Gefäßfraktion (SVF) wurde unter Verwendung eines manuellen Kits (Ustem-Kit, Ustem Biomedical, Seoul, Korea) erhalten. Das Endproduktvolumen war 1 ml und NGF 3,56 ± 0,25 pg/ml, FGF2 230 0,27 ± 167,24 pg/ml, VEGF-A 7,50 ± 5,95 pg/ml, IGF1 2830 0,85 ± 5201,98 pg/ml und FGF21 3,36±0,19 pg/ml wurden bestimmt. fGF2, VEGF-A und IGF1 zeigten signifikante individuelle Unterschiede, während NGF und FGF21 eine relativ einheitliche Leistung zeigten.

Braunes Fettgewebe spielt auch eine Rolle bei der Entzündungsreaktion. Entzündungshemmende BATokine, die direkt von braunen/beigen Adipozyten ausgeschieden werden, sind SLIT2-C, VEGFA, IGF-1, FGF21, CXCL14, L-PGDS, Follistatin, IL6 und GDF15 [17]. Wenn sich außerdem eine entzündliche Mikroumgebung entwickelt (z. B. Fettleibigkeit), wird die Infiltration von Makrophagen und anderen Immunzellen in das Fettgewebe erhöht. Immunzellen sezernieren hauptsächlich entzündungsfördernde Zytokine, die den „Übergang von weißen Adipozyten zu beigen Adipozyten“ hemmen und die „braune Adipozytenaufhellung“ fördern. Phänotypisch aufgehellte braune Adipozyten sezernieren entzündungsfördernde BATokine wie Chemerin, IGF-1, CX3CL1, RBP4, TNF, GDF8, ET-1, IL6, IL1 und MCP1 [17]. Die aufgehellten braunen Adipozyten haben eine reduzierte thermogene Aktivität und eine unterdrückte Energieumsatzkapazität, wodurch die physiologische Wirksamkeit von braunen Adipozyten verloren geht.

Braune Adipositas ist auch mit zirkulierenden exosomalen miRNAs assoziiert. Sekretion von exosomalen microRNAs durch BAT unterdrückt die Transkription. Als BAT in Mäuse transplantiert wurde, denen das miRNA-verarbeitende Enzym Dicer fehlte, das microRNAs herstellt, wurden verschiedene Arten von microRNAs beobachtet, die Glukosetoleranz war reduziert [23], und miR-92 ist bekanntermaßen mit der Glukoseaufnahme in Braun assoziiert Fett [24].

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VERWEISE

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1. Joint Institute for Regenerative Medicine, Kyungpook National University, Daegu 41405, Korea;