We visualized a dynamic process of fatty acid uptake of brown adipocytes using a time-lapse ultra-broadband multiplex coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS) spectroscopic imaging system with an onstage incubator. Combined with the deuterium labeling technique, the intracellular uptake of saturated fatty acids was traced up to 9 h, a substantial advance over the initial multiplex CARS system, with an analysis time of 80 min. Characteristic metabolic activities of brown adipocytes, such as resistance to lipid saturation, were elucidated, supporting the utility of the newly developed system.
REFERENCES
1.
L. K.
Summers
, S. C.
Barnes
, B. A.
Fielding
, C.
Beysen
, V.
Ilic
, S. M.
Humphreys
, and K. N.
Frayn
, Am. J. Clin. Nutr.
71
(6
), 1470
–1477
(2000
).2.
B. T.
McNeill
, N. M.
Morton
, and R. H.
Stimson
, Front. Endocrinol.
11
(785
), 571659
(2020
).3.
A. B.
Shinde
, A.
Song
, and Q. A.
Wang
, Front. Endocrinol.
12
(333
), 651763
(2021
).4.
F.
Cutrale
, V.
Trivedi
, L. A.
Trinh
, C.-L.
Chiu
, J. M.
Choi
, M. S.
Artiga
, and S. E.
Fraser
, Nat. Methods
14
(2
), 149
–152
(2017
).5.
H.-J.
van Manen
, Y. M.
Kraan
, D.
Roos
, and C.
Otto
, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
102
(29
), 10159
–10164
(2005
).6.
V. V.
Pully
, A. T. M.
Lenferink
, and C.
Otto
, J. Raman Spectrosc.
42
(2
), 167
–173
(2011
).7.
C.-K.
Huang
, H.
Hamaguchi
, and S.
Shigeto
, Chem. Commun.
47
(33
), 9423
–9425
(2011
).8.
M.
Okada
, N. I.
Smith
, A. F.
Palonpon
, H.
Endo
, S.
Kawata
, M.
Sodeoka
, and K.
Fujita
, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
109
(1
), 28
–32
(2012
).9.
T.
Ichimura
, L. D.
Chiu
, K.
Fujita
, S.
Kawata
, T. M.
Watanabe
, T.
Yanagida
, and H.
Fujita
, PLoS One
9
(1
), e84478
(2014
).10.
L. B.
Kong
, P.
Setlow
, and Y. Q.
Li
, J. Biomed. Opt.
19
(1
), 011003
(2014
).11.
A.
Hashimoto
, Y.
Yamaguchi
, L. D.
Chiu
, C.
Morimoto
, K.
Fujita
, M.
Takedachi
, S.
Kawata
, S.
Murakami
, and E.
Tamiya
, Sci. Rep.
5
, 12529
(2015
).12.
M.
Yasuda
, N.
Takeshita
, and S.
Shigeto
, Sci. Rep.
11
(1
), 1279
(2021
).13.
M. D.
Duncan
, J.
Reintjes
, and T. J.
Manuccia
, Opt. Lett.
7
(8
), 350
(1982
).14.
A.
Zumbusch
, G. R.
Holtom
, and X. S.
Xie
, Phys. Rev. Lett.
82
(20
), 4142
–4145
(1999
).15.
M.
Hashimoto
, T.
Araki
, and S.
Kawata
, Opt. Lett.
25
(24
), 1768
–1770
(2000
).16.
C. W.
Freudiger
, W.
Min
, B. G.
Saar
, S.
Lu
, G. R.
Holtom
, C.
He
, J. C.
Tsai
, J. X.
Kang
, and X. S.
Xie
, Science
322
(5909
), 1857
–1861
(2008
).17.
C. L.
Evans
and X. S.
Xie
, Annu. Rev. Anal. Chem.
1
, 883
–909
(2008
).18.
W.
Min
, C. W.
Freudiger
, S.
Lu
, and X. S.
Xie
, Annu. Rev. Phys. Chem.
62
, 507
–530
(2011
).19.
Y.
Ozeki
, W.
Umemura
, Y.
Otsuka
, S.
Satoh
, H.
Hashimoto
, K.
Sumimura
, N.
Nishizawa
, K.
Fukui
, and K.
Itoh
, Nat. Photonics
6
(12
), 845
–851
(2012
).20.
C. H.
Camp
, Jr. and M. T.
Cicerone
, Nat. Photonics
9
, 295
(2015
).21.
M.
Cicerone
, Curr. Opin. Chem. Biol.
33
, 179
–185
(2016
).22.
L.
Wei
, Z.
Chen
, L.
Shi
, R.
Long
, A. V.
Anzalone
, L.
Zhang
, F.
Hu
, R.
Yuste
, V. W.
Cornish
, and W.
Min
, Nature
544
, 465
(2017
).23.
G. I.
Petrov
, R.
Arora
, V. V.
Yakovlev
, X.
Wang
, A. V.
Sokolov
, and M. O.
Scully
, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
104
(19
), 7776
–7779
(2007
).24.
X.
Nan
, J.-X.
Cheng
, and X. S.
Xie
, J. Lipid Res.
44
(11
), 2202
–2208
(2003
).25.
X.
Nan
, E. O.
Potma
, and X. S.
Xie
, Biophys. J.
91
(2
), 728
–735
(2006
).26.
H.
Kano
and H.
Hamaguchi
, Anal. Chem.
79
(23
), 8967
–8973
(2007
).27.
I. W.
Schie
, J.
Wu
, T.
Weeks
, M. A.
Zern
, J. C.
Rutledge
, and T.
Huser
, J. Biophotonics
4
(6
), 425
–434
(2011
).28.
Y. Z.
Shi
, D. L.
Zhang
, T. B.
Huff
, X. F.
Wang
, R. Y.
Shi
, X. M.
Xu
, and J. X.
Cheng
, J. Biomed. Opt.
16
(10
), 106012
(2011
).29.
W.
Dou
, D.
Zhang
, Y.
Jung
, J.-X.
Cheng
, and D. M.
Umulis
, Biophys. J.
102
(7
), 1666
–1675
(2012
).30.
C.
Jüngst
, M.
Klein
, and A.
Zumbusch
, J. Lipid Res.
54
(12
), 3419
–3429
(2013
).31.
C.
Jüngst
, M. J.
Winterhalder
, and A.
Zumbusch
, J. Biophotonics
4
(6
), 435
–441
(2011
).32.
X.
Li
, Y.
Li
, M.
Jiang
, W.
Wu
, S.
He
, C.
Chen
, Z.
Qin
, B. Z.
Tang
, H. Y.
Mak
, and J. Y.
Qu
, Anal. Chem.
91
(3
), 2279
–2287
(2019
).33.
A.
Colombini
, E.
Ragni
, L.
Mortati
, F.
Libonati
, C. P.
Orfei
, M.
Vigano
, M.
Brayda-Bruno
, and L.
de Girolamo
, Cells
10
(5
), 1180
(2021
).34.
L.
Wei
, Y.
Shen
, F.
Xu
, F.
Hu
, J. K.
Harrington
, K. L.
Targoff
, and W.
Min
, ACS Chem. Biol.
10
(3
), 901
–908
(2015
).35.
S. J.
Jo
, W. W.
Choi
, E. S.
Lee
, J. Y.
Lee
, H. S.
Park
, D. W.
Moon
, H. C.
Eun
, and J. H.
Chung
, Lipids
46
(6
), 487
–494
(2011
).36.
T.
Hashimoto
, H.
Segawa
, M.
Okuno
, H.
Kano
, H.
Hamaguchi
, T.
Haraguchi
, Y.
Hiraoka
, S.
Hasui
, T.
Yamaguchi
, F.
Hirose
, and T.
Osumi
, J. Cell Sci.
125
(24
), 6127
–6136
(2012
).37.
L.
Shi
, C.
Zheng
, Y.
Shen
, Z.
Chen
, E. S.
Silveira
, L.
Zhang
, M.
Wei
, C.
Liu
, C.
de Sena-Tomas
, K.
Targoff
, and W.
Min
, Nat. Commun.
9
(1
), 2995
(2018
).38.
T.
Akiyama
, A.
Inoko
, Y.
Kaji
, S.
Yonemura
, K.
Kakiguchi
, H.
Segawa
, K.
Ishitsuka
, M.
Yoshida
, O.
Numata
, P.
Leproux
, V.
Couderc
, T.
Oshika
, and H.
Kano
, Sci. Rep.
7
, 39967
(2017
).39.
E. M.
Vartiainen
, H. A.
Rinia
, M.
Müller
, and M.
Bonn
, Opt. Express
14
, 3622
–3630
(2006
).40.
Y.
Irie
, A.
Asano
, X.
Cañas
, H.
Nikami
, S.-i.
Aizawa
, and M.
Saito
, Biochem. Biophys. Res. Commun.
255
(2
), 221
–225
(1999
).41.
H.
Yoneyama
, K.
Sudo
, P.
Leproux
, V.
Couderc
, A.
Inoko
, and H.
Kano
, APL Photonics
3
(9
), 092408
(2018
).42.
B. P.
Gaber
, P.
Yager
, and W. L.
Peticolas
, Biophys. J.
22
(2
), 191
–207
(1978
).43.
C.
Matthäus
, G.
Bergner
, C.
Krafft
, B.
Dietzek
, S.
Lorkowski
, and J.
Popp
, Proc. SPIE
7715
, 771511
(2010
).44.
H. A.
Rinia
, K. N. J.
Burger
, M.
Bonn
, and M.
Müller
, Biophys. J.
95
(10
), 4908
–4914
(2008
).45.
C.
Matthäus
, C.
Krafft
, B.
Dietzek
, B. R.
Brehm
, S.
Lorkowski
, and J.
Popp
, Anal. Chem.
84
(20
), 8549
–8556
(2012
).46.
M. N.
Slipchenko
, T. T.
Le
, H.
Chen
, and J.-X.
Cheng
, J. Phys. Chem. B
113
(21
), 7681
–7686
(2009
).© 2021 Author(s). Published under an exclusive license by AIP Publishing.
2021
Author(s)
You do not currently have access to this content.
