Адипоциты составляют до 90% объема белой жировой ткани (БЖТ) и играют важную роль в регуляции энергетического обмена и развитии инсулинорезистентности при ожирении. Ранее считалось, что БЖТ, в отличие от тканей других органов, например, мозга, поджелудочной железы или печени, обладает низкой степенью гистологической гетерогенности, т.е. представлена преимущественно клетками одного типа.
Ученые из Каролинского института в Швеции провели транскрипционный анализ образцов жировой ткани человека (n=10) и обнаружили 18 групп адипоцитов, образующих пространственно-организованные гомо- и гетеротипические кластеры. Степень гетерогенности клеточных популяций определяли с помощью метода пространственной транскриптомики, позволяющего визуализировать данные РНК-секвенирования и анализировать пространственное распределение продуктов транскрипции в интактных срезах ткани с сохраненной гистологической структурой. Оценку инсулинорезистентности клеток проводили в образцах БЖТ четырех испытуемых с использованием эугликемического гиперинсулинемического клэмп-теста.
На основе данных о содержании в клетках продуктов транскрипции маркерных генов – LEP, кодирующего лептин, PLIN1/PLIN4, кодирующих белки липидных капель перилипин-1 и -4, и SAA1/SAA2, кодирующих сывороточные белки амилоида A1 и A2 острой фазы, – ученые выделили три класса зрелых адипоцитов – AdipoLEP, AdipoPLIN и AdipoSAA, – различающихся по профилю транскрипции и чувствительности к инсулину.
В клетках класса AdipoLEP преобладали гены белков цитоскелета и межклеточных адгезивных белков (TNS1 и SPTBN1), белков, участвующих в регуляции секреции лептина и лептиновой сигнализации (PTPN11 и DDR2), а также белков-регуляторов метаболизма железа (FTH1 и FTL). Клетки класса AdipoPLIN содержали гены, связанные с метаболизмом глюкозы (TRARG1, GPD1, PFKFB3 и MLXIPL) и липидов (LIPE, DGAT2, PNPLA2, AGPAT2, GPAM и FASN) и ген адипонектина (ADIPOQ). В клетках популяции AdipoSAA преобладали гены метаболизма ретинола (CES1 и MGST1) и ретинол-связывающих адипокинов (SAA1, SAA2 и RBP4).
Наиболее распространенным классом клеток БЖТ оказался AdipoLEP, на долю которого в среднем приходилось 23% адипоцитов; классы AdipoPLIN и AdipoSAA составляли 14% и 8% клеточных популяций БЖТ, соответственно. Количественное распределение адипоцитов не зависело от возраста, но было связано с маркерами ожирения: содержание клеток классов AdipoPLIN и AdipoSAA в БЖТ отрицательно коррелировало со значениями индекса массы тела (ИМТ), в то время как доля клеточных популяций AdipoLEP увеличивалась при повышении ИМТ. Кроме того, у людей с ожирением по сравнению с испытуемыми с нормальным весом снижалась доля адипоцитов класса AdipoPLIN , хотя содержание клеток AdipoLEP и AdipoSAA статистически значимо не различалось между группами.
Воздействие инсулина in vivo приводило к повышению транскрипционной активности клеток класса AdipoPLIN, но не AdipoLEP и AdipoSAA. Кроме того, адипоциты AdipoPLIN содержали наибольшее число генов, участвующих в регуляции ответа на инсулин; в клетках группы AdipoSAA содержалось достоверно меньше генов чувствительности к инсулину, а в адипоцитах AdipoLEP был выявлен только 1 ген, связанный с инсулинорезистентностью.
Таким образом, результаты исследования показали, что гетерогенность популяций адипоцитов является детерминантой чувствительности БЖТ к инсулину, а содержание популяций клеток, связанных с метаболизмом глюкозы и липидов, AdipoPLIN, зависело от степени ожирения и значений ИМТ.
