سلسلة الخلايا INS-1

INS-1 هو خط خلوي لورم الأنسولين لدى الفئران تم توصيفه جيدًا ويستخدم على نطاق واسع في أبحاث مرض السكري. تفرز خلايا INS-1 الأنسولين عند تحفيزها بالجلوكوز؛ ولذلك، تُستخدم لدراسة استقلاب الجلوكوز، وفسيولوجيا خلايا بيتا، وتنظيم إفراز الأنسولين. علاوة على ذلك، تُستخدم هذه الخلايا أيضًا في فحص واختبار وتطوير علاجات محتملة لمرض السكري.

الخصائص العامة وأصل خلايا INS-1

يمكن أن تساعدك معرفة السمات العامة للخط الخلوي وأصله بشكل كبير على استخدامه بكفاءة وفعالية في أبحاثك. سيطلعك هذا القسم من المقالة على أصل INS-1 وخصائصه العامة. ستتعرف على: ما هو الخط الخلوي INS-1 لورم الأنسولين لدى الفئران؟ ما هي الخصائص العامة لـ INS-1؟ ما هو خط الخلايا INS-1 832/3؟ ما هو INS-1E؟

• تم عزل خلايا INS-1 في الأصل من جرذ يبلغ عمره 666 يومًا مصاب بورم إنسولينوما قابل للزرع ناتج عن التعرض للأشعة السينية.
• خلايا INS-1 ثنائية الهرمونات. فهي تعبر في آن واحد عن بروتينات الأنسولين والبروغلوكاجون. وتُعتبر هذه الخلايا غير ناضجة لأنها تُظهر مستويات تعبير منخفضة لعامل النسخ Nkx6.1 وتفتقر إلى علامات الخلايا ألفا [1].
• هناك نوعان فرعيان من خلايا INS-1، وهما INS-1E وINS-1 832/3.
• يختلف INS-1E عن سلالة الخلايا الأم INS-1 فيما يتعلق بالاستجابات الإفرازية لمحتوى الجلوكوز والأنسولين.
• كما يُعد INS-1 832/3 أو INS-1 832/13 سلالة فرعية من سلالة الخلايا INS-1. وهي نموذج لا يُقدَّر بثمن لدراسة وظيفة خلايا بيتا في جزر البنكرياس وتنظيم إفراز الأنسولين. كما أنها تختلف عن الخلايا الأم INS-1 في سياق إفرازات الأنسولين المحفزة بالجلوكوز (GSIS).

سلسلة الخلايا INS-1: معلومات حول الاستزراع

للتعامل مع خط الخلايا والحفاظ عليه بكفاءة، يجب أن تعرف المعلومات التالية المتعلقة بزراعته. سيغطي هذا القسم من المقالة جميع النقاط الرئيسية المتعلقة بزراعة خلايا INS-1. ستتعلم: كيف تُزرع خلايا بيتا INS-1؟ ما هو بروتوكول زراعة خلايا INS-1؟ ما هو زمن التضاعف لخلايا INS-1؟ ما هي وسط استزراع خلايا ورم الأنسولين لدى الفئران INS-1؟

النقاط الرئيسية لاستزراع خلايا INS-1

زمن التضاعف:

يبلغ وقت تضاعف عدد خلايا INS-1 حوالي 44 ساعة.

ملتصقة أم معلقة:

تنمو خلايا INS-1 في كل من الشكل المعلق والملتصق.

نسبة إعادة الاستزراع:

تُزرع خلايا INS-1 بنسبة تقسيم تبلغ 1:3. باختصار، يتم جمع الخلايا المعلقة. تُشطف الخلايا الملتصقة بمحلول PBS وتُحضن بمحلول Accutase. بعد انفصال الخلايا، تُضاف إليها وسائط جديدة. بعد ذلك، تُطرد الخلايا المعلقة والملتصقة على حد سواء وتُجمع. تُعاد تعليق الخلايا بعناية وتُوزع في قوارير جديدة للنمو.

وسط النمو:

يُستخدم RPM1 1640 لزراعة خط خلايا ورم الأنسولين INS-1 في الفئران. يُضاف إلى الوسط 10% من مصل الأبقار الجنيني المعطل بالحرارة، و2.1 مليمول/لتر من الجلوتامين المستقر، و10 مليمول/لتر من HEPES، و2.0 غ/لتر من NaHCO3، و1 مليمول/لتر من بيروفات الصوديوم.

ظروف النمو:

تُحفظ خلايا INS-1 في حاضنة مرطبة مضبوطة على درجة حرارة 37 درجة مئوية مع إمداد مستمر بنسبة 5% من ثاني أكسيد الكربون.

التخزين:

يمكن تخزين خلايا بيتا INS-1 في المرحلة البخارية من النيتروجين السائل أو عند درجة حرارة أقل من -150 درجة مئوية في مجمد كهربائي لفترة طويلة.

عملية التجميد والوسط:

تُستخدم وسائط CM-1 أو CM-ACF لتجميد خلايا INS-1 من خلال عملية تجميد بطيئة. ولا تسمح هذه العملية بانخفاض درجة الحرارة إلا بمقدار 1 درجة مئوية في الدقيقة الواحدة لحماية قابلية الخلايا للحياة.

عملية الذوبان:

يتم إذابة خلايا INS-1 المجمدة في حمام مائي مضبوط مسبقًا على درجة حرارة 37 درجة مئوية لمدة تتراوح بين 40 و60 ثانية. بعد الإذابة، تُضاف إلى الخلايا وسائط جديدة وتُسكب مباشرةً في قارورة جديدة للنمو. بعد 24 ساعة، يتم استبدال الوسائط للتخلص من مكونات وسائط التجميد.

مستوى السلامة الحيوية:

يلزم وجود مختبر من مستوى السلامة البيولوجية 1 لزراعة خلايا ورم الأنسولين لدى الفئران INS-1.

مزايا وعيوب خط الخلايا INS-1

مثل سلالات الخلايا الأخرى، تتمتع INS-1 أيضًا ببعض السمات المميزة المرتبطة بمزايا وعيوب معينة. وفيما يلي، نذكر بعضًا من أهمها.

المزايا

المزايا الرئيسية لسلسلة الخلايا INS-1 هي:

• موصوفة جيدًا

  INS-1 هو خط خلوي راسخ وموصوف جيدًا. وقد استُخدم في العديد من الدراسات البحثية. ويحافظ على خصائصه الظاهرية وقدراته على إفراز الأنسولين لفترة أطول، مما يوفر نتائج تجريبية موثوقة ومتسقة.

• نموذج خلايا بيتا

  تُستخدم خلايا INS-1 لدراسة وظيفة خلايا بيتا في جزر البنكرياس، حيث إنها تفرز الأنسولين وتستجيب للتقلبات في مستويات الجلوكوز.

 العيوب

تتمثل عيوب خلايا INS-1 في ما يلي:

• أصل غير بشري

  خلايا بيتا INS-1 غير بشرية المنشأ. فقد تم استخلاصها من ورم الأنسولين لدى الفئران. وقد يتسبب ذلك في اختلافات خاصة بالأنواع ويحد من إمكانية تطبيق النتائج التجريبية مباشرة على فسيولوجيا الإنسان.

 4. التطبيقات البحثية لخلايا ورم الأنسولين لدى الفئران INS-1

تُستخدم خلايا بيتا INS-1 على نطاق واسع في أبحاث مرض السكري. وفيما يلي بعض التطبيقات الواعدة لهذا الخط الخلوي.

• دراسات إفراز الأنسولين: تتمتع خلايا INS-1 بالقدرة على إفراز الأنسولين، وبالتالي تُستخدم على نطاق واسع لدراسة الآليات الخلوية الكامنة وراء إفراز الأنسولين. يبحث الباحثون في العوامل الأساسية المرتبطة بإفراز الأنسولين، بما في ذلك استقلاب الجلوكوز ومسارات الإشارة والهرمونات والعوامل الدوائية. وقد وجدت إحدى الدراسات أن مسارًا يعتمد على قنوات أيونات K + ATP ينظم إفراز الأنسولين في خلايا بيتا INS-1 [2]. إلى جانب ذلك، كشفت الدراسات أيضًا أن مسارات GLP-1R وAKT/PDX1 تشارك أيضًا في إفراز الأنسولين في خلايا ورم الأنسولين INS-1 في الفئران [3].
• دراسات وظائف الخلايا البيتا: تتمتع خلايا INS-1 بخصائص تشبه خلايا البيتا في جزر البنكرياس، مثل الاستجابة لاستقلاب الجلوكوز وإفراز الأنسولين. لذلك، تُستخدم هذه الخلايا لدراسة العمليات والوظائف الفسيولوجية لخلايا بيتا. استخدمت دراسة أُجريت في عام 2022 خلايا INS-1 وطورت نموذجًا لخلل وظيفي في خلايا بيتا باستخدام H₂O₂_، ودرست هذه الدراسة قابلية الخلايا للحياة، وإفراز الأنسولين، والعلامات المرتبطة بالإجهاد التأكسدي في هذه الخلايا استجابةً للعلاج بالمركبات الطبيعية [4].
• اكتشاف الأدوية وتطويرها: تُستخدم خلايا ورم الأنسولين لدى الفئران INS-1 على نطاق واسع لفحص واختبار المركبات أو الأدوية المضادة لمرض السكري. ويمكن استخدامها لدراسة الآثار المحتملة للعوامل العلاجية على إفراز الأنسولين والمعلمات الأخرى ذات الصلة. وقد وجدت إحدى الدراسات أن اللوجانين، وهو أحد مكونات تركيبة عشبية صينية، يحمي وظيفة إفراز الأنسولين في خلايا INS-1 ويُحدث تأثيرات محتملة مضادة لمرض السكري. وقد توسط هذا المكون في تحقيق هذه الآثار المفيدة عن طريق تثبيط الانتقال النووي لجين FOXO1 عبر مسار PI3K/AKT [5]. 

5. المنشورات البحثية التي تتناول خلايا بيتا INS-1

فيما يلي بعض المنشورات البحثية المهمة التي تتناول سلالة خلايا الأورام الأنسولينية INS-1 المستمدة من الفئران.

يحسن ألفا-مانغوستين إفراز الأنسولين ويحمي خلايا INS-1 من التلف الناجم عن الستربتوزوتوسين

نُشرت هذه الدراسة في المجلة الدولية للعلوم الجزيئية (International Journal of Molecular Sciences) عام 2018. وأشارت الدراسة إلى أن مركبًا طبيعيًّا بلوريًّا أصفر اللون، يُسمى ألفا-مانغوستين، يعزز إفراز الأنسولين في خلايا بيتا INS-1 ويحميها من التلف الناجم عن سم خلايا بيتا «الستربتوزوتوسين».

تعزيز الإبيكاتشين لإفراز الأنسولين المحفز بالجلوكوز في خلايا INS-1 لا يعتمد على نشاطه المضاد للأكسدة

نُشرت هذه الدراسة في مجلة «أكتا فارماكولوجيكا سينيكا» (Acta Pharmacologica Sinica) في عام 2018. وكشفت نتائج الدراسة أن مركب الإبيكاتشين يعزز إفراز الأنسولين المحفز بالجلوكوز في خلايا بيتا من نوع INS-1 التي تعاني من خلل ناتج عن الأحماض الدهنية المشبعة، وذلك من خلال تنشيط مسار CaMKII.

جليكوسيد فينيل إيثانويد مكتشف حديثًا من نبات ستيفيا ريبوديانا بيرتوني يؤثر على إفراز الأنسولين في خلايا بيتا في جزر لانجرهانز INS-1 لدى الفئران

اقترح هذا المقال المنشور في مجلة «Molecules» (2019) أن مركبًا طبيعيًّا جديدًا يُسمى «جليكوسيد الفينيل إيثانويد» يؤثر على إفراز الأنسولين في خلايا جزر INS-1 المصابة بورم الأنسولين لدى الفئران، وبالتالي يتمتع بإمكانيات مضادة لمرض السكري.

يعزز لورييرين B إفراز الأنسولين عبر مسارات GLP-1R وAKT/PDX1

نُشرت هذه الدراسة في مجلة «European Journal of Pharmacology» (2022). وأشارت الدراسة إلى أن «لورييرين ب»، وهو منتج طبيعي، يعزز إفراز الأنسولين في خلايا بيتا في جزر البنكرياس من نوع INS-1 عن طريق تعديل مسارات AKT/PDX1 وGLP-1R.

الأنشطة المضادة للسرطان في المختبر لـ Withania coagulans ضد خلايا السرطان HeLa وMCF-7 وRD وRG2 وINS-1 والتحليل الكيميائي النباتي

قيمت هذه المقالة المنشورة في مجلة «أبحاث الطب التكاملي» (2018) الإمكانات المضادة للسرطان لمستخلص نبات Withania coagulans باستخدام خلايا سرطانية من سلالة INS-1.

موارد حول خط الخلايا INS-1: بروتوكولات ومقاطع فيديو والمزيد

فيما يلي بعض الموارد المتاحة عبر الإنترنت التي تتناول خلايا INS-1:

• إعادة زراعة الخلايا المعلقة: يُعد هذا الفيديو دليلاً شاملاً لإعادة زراعة الخلايا التي تنمو في مزارع معلقة.
• إعادة زراعة الخلايا الملتصقة: سيساعدك هذا الفيديو على تعلم البروتوكول العام لإعادة زراعة الخلايا الملتصقة.

يحتوي الرابط التالي على بروتوكول زراعة خلايا INS-1:

• سلالة الخلايا INS-1: يحتوي هذا الموقع الإلكتروني على جميع المعلومات المتعلقة بزراعة خلايا INS-1. ويشمل معلومات عن زراعة خلايا INS-1 ووسائط التجميد، وبروتوكولات إعادة الاستنبات، والتعامل مع مزارع خلايا INS-1 المحفوظة بالتبريد والمتكاثرة.

المراجع

1. Acosta-Montalvo, A.، وآخرون، «تعبير وإفراز الببتيدات المشتقة من البروغلوكاجون في خلايا INS-1 لورم الأنسولين لدى الفئران». Front Cell Dev Biol، 2020. 8: ص. 590763.
2. Park, J.E. و J.S. Han، مستخلص نبات Portulaca oleracea L. يعزز إفراز الأنسولين عبر مسار يعتمد على قناة K+ ATP في خلايا β البنكرياسية INS-1. Nutrition Research and Practice, 2018. 12(3): ص. 183.
3. فانغ، هـ.، وآخرون، يعزز اللورييرين ب إفراز الأنسولين عبر مسارات GLP-1R و AKT/PDX1. European Journal of Pharmacology، 2022. 936: ص. 175377.
4. دوان، ج.، وآخرون، السويتينين والسويتينوليد المستخرجان من نبات Swietenia macrophylla king يحسنان إفراز الأنسولين ويخففان من موت الخلايا المبرمج في خلايا INS-1 المحفزة بـ H₂O₂. علم السموم البيئية، 2022. 37(11): ص. 2780-2792.
5. مو، ف.-ف.، وآخرون، التأثير المضاد لمرض السكري للوجانين من خلال تثبيط الانتقال النووي لـ FOXO1 عبر مسار إشارات PI3K/Akt في خلايا INS-1. المجلة الإيرانية للعلوم الطبية الأساسية، 2019. 22(3): ص. 262.