Клетъчна линия INS-1

INS-1 е добре охарактеризирана клетъчна линия от инсулинома на плъх, широко използвана в изследванията на диабета. Клетките INS-1 секретират инсулин при стимулиране с глюкоза; поради това те се използват за изучаване на метаболизма на глюкозата, физиологията на бета-клетките и регулацията на секрецията на инсулин. Освен това тези клетки се използват и за скрининг, тестване и разработване на потенциални терапевтични средства срещу захарен диабет.

Общи характеристики и произход на клетките INS-1

Познаването на общите характеристики и произхода на дадена клетъчна линия може значително да ви помогне да я използвате ефикасно и ефективно в изследванията си. В тази част от статията ще намерите информация за произхода и общите характеристики на INS-1. Ще научите: Какво представлява клетъчната линия INS-1 от инсулинома на плъх? Какви са общите характеристики на INS-1? Какво представлява клетъчната линия INS-1 832/3? Какво представлява INS-1E?

• Клетките INS-1 първоначално са изолирани от 666-дневен плъх с трансплантируема инсулинома, предизвикана от рентгеново облъчване.
• Клетките INS-1 са бихормонални. Те едновременно експресират инсулинови и проглукагонови протеини. Тези клетки се считат за незрели, тъй като проявяват ниски нива на експресия на транскрипционния фактор Nkx6.1 и са лишени от маркери на алфа-клетките [1].
• Има два субклона на клетките INS-1, а именно INS-1E и INS-1 832/3.
• INS-1E се различава от родителската клетъчна линия INS-1 по отношение на секреторните реакции към глюкозата и съдържанието на инсулин.
• INS-1 832/3 или INS-1 832/13 също е субклонинг на клетъчната линия INS-1. Той представлява безценен модел за изучаване на функцията на бета-клетките на панкреатичните островчета и регулацията на секрецията на инсулин. Той също се различава от родителските клетки INS-1 по отношение на стимулираната от глюкоза секреция на инсулин (GSIS).

Клетъчна линия INS-1: Информация за култивиране

За да работите ефективно с клетъчна линия и да я поддържате, трябва да знаете следната информация за култивирането ѝ. В тази част от статията ще бъдат разгледани всички ключови моменти при култивирането на INS-1 клетки. Ще научите: Как се култивират бета-клетките INS-1? Какъв е протоколът за култивиране на INS-1 клетки? Какъв е времето за удвояване на клетките INS-1? Каква е средата за култивиране на инсулиномните клетки INS-1 от плъхове?

Ключови моменти при култивирането на клетки INS-1

Време за удвояване:

Времето за удвояване на популацията на INS-1 клетките е приблизително 44 часа.

Адхезивни или в суспензия:

Клетките INS-1 растат както в суспензия, така и в адхезивна форма.

Съотношение при субкултивиране:

Клетките INS-1 се субкултивират при съотношение на разделяне 1:3. Накратко, клетките в суспензия се събират. Прилепналите клетки се изплакват с PBS и се инкубират с разтвор на Accutase. След отделянето им се добавя свежа среда. След това както клетките в суспензия, така и адхезивните клетки се центрофугират и събират. Клетките се ресуспендират внимателно и се разпределят в нови колби за растеж.

Среда за отглеждане:

За култивиране на клетъчната линия INS-1 от инсулинома на плъх се използва RPM1 1640. Средата се допълва с 10% топлинно инактивирано фетално телешко серум, 2,1 mM стабилен глутамин, 10 mM HEPES, 2,0 g/L NaHCO3 и 1 mM натриев пируват.

Условия за отглеждане:

Клетките INS-1 се съхраняват в овлажнен инкубатор, настроен на температура 37 °C и с непрекъснато подаване на 5% CO₂.

Съхранение:

Бета-клетките INS-1 могат да се съхраняват в парофазата на течен азот или при температура под -150 °C в електрически фризер за дългосрочно съхранение.

Процес на замразяване и среда:

За замразяването на клетките INS-1 чрез процес на бавно замразяване се използват среди CM-1 или CM-ACF. Това позволява спад на температурата само с 1 °C на минута, за да се запази жизнеспособността на клетките.

Процес на размразяване:

Замразените INS-1 клетки се размразяват във водна баня, предварително настроена на температура 37 градуса Целзий, за период от 40 до 60 секунди. След размразяването към клетките се добавя свежа среда и те се прехвърлят директно в нова колба за отглеждане. След 24 часа средата се подменя, за да се елиминират компонентите от замразената среда.

Ниво на биологична безопасност:

За култивирането на инсулиномни клетки INS-1 от плъхове е необходима лаборатория с ниво на биологична безопасност 1.

Предимства и недостатъци на клетъчната линия INS-1

Подобно на други клетъчни линии, INS-1 също притежава някои отличителни характеристики, свързани с определени предимства и недостатъци. Тук сме споменали няколко значими от тях.

Предимства

Основните предимства на клетъчната линия INS-1 са:

• Добре охарактеризирана

  INS-1 е утвърдена и добре характеризирана клетъчна линия. Тя е използвана в многобройни научни изследвания. Тя запазва фенотипните си характеристики и способността си за секреция на инсулин за по-дълъг период, като по този начин осигурява надеждни и последователни експериментални резултати.

• Модел на бета-клетки

  Клетките INS-1 се използват за изучаване на функцията на бета-клетките на панкреатичните островчета, тъй като те секретират инсулин и реагират на колебанията в нивата на глюкозата.

 Недостатъци

Недостатъците на клетките INS-1 са:

• Нечовешки произход

  Бета-клетките INS-1 са от нечовешки произход. Те са получени от инсулинома на плъх. Това може да доведе до специфични за вида разлики и да ограничи прякото пренасяне на експерименталните резултати към човешката физиология.

 4. Приложения на INS-1 клетки от инсулинома на плъхове в научните изследвания

Бета-клетките INS-1 се използват широко в изследванията на диабета. Тук са споменати няколко обещаващи приложения на тази клетъчна линия.

• Изследвания на секрецията на инсулин: Клетките INS-1 притежават способност за секреция на инсулин и поради това се използват широко за изучаване на основните клетъчни механизми на инсулиновата секреция. Изследователите проучват ключови фактори, участващи в освобождаването на инсулин, включително метаболизма на глюкозата, сигналните пътища, хормоните и фармакологичните средства. Едно проучване установи, че K+-ATP-зависим канал регулира секрецията на инсулин в бета-клетките INS-1 [2]. Освен това проучвания са показали, че GLP-1R и AKT/PDX1 пътищата също участват в секрецията на инсулин в инсулиномните клетки INS-1 от плъхове [3].
• Изследвания на функцията на бета-клетките: Клетките INS-1 притежават характеристики, подобни на тези на бета-клетките от панкреатичните островчета, като реактивност към метаболизма на глюкозата и секрецията на инсулин. Поради това те се използват за изучаване на физиологичните процеси и функции на бета-клетките. Проучване, проведено през 2022 г., използва INS-1 клетки и разработи модел на дисфункция на бета-клетките чрез H_₂O_₂. Изследователите проучиха жизнеспособността на клетките, секрецията на инсулин и маркерите, свързани с оксидативния стрес, в тези клетки в отговор на лечение с природни съединения [4].
• Откриване и разработване на лекарства: Клетките INS-1 от инсулинома на плъхове се използват широко за скрининг и тестване на антидиабетни съединения или лекарства. Те могат да бъдат използвани за изследване на потенциалните ефекти на терапевтичните средства върху секрецията на инсулин и други релевантни параметри. Едно проучване установи, че логанинът, съставка на китайска билкова формула, предпазва инсулиносекретиращата функция на клетките INS-1 и проявява потенциални антидиабетни ефекти. Съставката медиира тези благоприятни ефекти чрез инхибиране на ядрената транслокация на гена FOXO1 по пътя PI3K/AKT [5]. 

5. Научни публикации, посветени на бета-клетките от линията INS-1

Ето някои значими научни публикации, посветени на клетъчната линия INS-1 от инсулинома на плъхове.

Алфа-мангостин подобрява секрецията на инсулин и предпазва клетките INS-1 от увреждане, предизвикано от стрептозотоцин

Това проучване беше публикувано в списанието „International Journal of Molecular Sciences“ през 2018 г. Проучването показа, че жълтото кристално естествено съединение алфа-мангостин стимулира секрецията на инсулин в бета-клетките INS-1 и ги предпазва от увреждане, предизвикано от токсина за бета-клетките стрептозотоцин.

Потенцирането от епикатехин на стимулираната от глюкоза секреция на инсулин в клетките INS-1 не зависи от неговата антиоксидантна активност

Това изследване беше публикувано в списанието „Acta Pharmacologica Sinica“ през 2018 г. Резултатите от проучването разкриха, че съединението епикатехин стимулира стимулираната от глюкоза секреция на инсулин в бета-клетките INS-1, чиято функция е нарушена от наситени мастни киселини, чрез активиране на CaMKII пътя.

Новооткрит фенилетаноиден гликозид от Stevia rebaudiana Bertoni влияе върху секрецията на инсулин в β-клетките на островчетата INS-1 при плъхове

В тази статия, публикувана в списанието „Molecules“ (2019 г.), се предлага хипотезата, че новооткритото естествено съединение фенилетаноиден гликозид влияе върху секрецията на инсулин в INS-1 инсулиномни клетки от плъхове и по този начин притежава антидиабетен потенциал.

Луреирин B стимулира секрецията на инсулин чрез GLP-1R и AKT/PDX1 пътищата

Това изследване е публикувано в списанието „European Journal of Pharmacology“ (2022 г.). Проучването предполага, че луреирин Б, естествен продукт, повишава секрецията на инсулин в бета-клетките на панкреатичните островчета INS-1 чрез модулиране на AKT/PDX1 и GLP-1R пътищата.

Ин витро противоракови дейности на Withania coagulans срещу раковите клетки HeLa, MCF-7, RD, RG2 и INS-1 и фитохимичен анализ

В тази статия, публикувана в списанието „Integrative Medicine Research“ (2018 г.), е оценен противораковият потенциал на екстракта от Withania coagulans, като са използвани ракови клетки от линията INS-1.

Ресурси за клетъчната линия INS-1: протоколи, видеоклипове и др.

Ето някои онлайн ресурси, посветени на клетките INS-1:

• Субкултивиране на суспензионни клетки: Това видео е изчерпателно ръководство за субкултивиране на клетки, растящи в суспензионни култури.
• Субкултивиране на адхезивни клетки: Това видео ще ви помогне да научите общия протокол за пасажиране на адхезивни клетки.

Следният линк съдържа протокола за клетъчна култура на INS-1:

• Клетъчна линия INS-1: Този уебсайт съдържа цялата информация за култивирането на клетки INS-1. Той включва информация за култивирането на клетки INS-1 и средите за замразяване, протоколи за субкултивиране, както и работа с криоконсервирани и пролиферативни култури INS-1.

Източници

1. Acosta-Montalvo, A. и др., Експресия и секреция на пептиди, производни на проглукагона, в клетки INS-1 от инсулинома на плъх. Front Cell Dev Biol, 2020. 8: стр. 590763.
2. Park, J.E. и J.S. Han, Екстракт от Portulaca oleracea L. стимулира секрецията на инсулин чрез K+ ATP-канал-зависим път в β-клетките на панкреаса от линия INS-1. Nutrition Research and Practice, 2018. 12(3): стр. 183.
3. Фанг, Х. и др., Луреирин B стимулира секрецията на инсулин чрез GLP-1R и AKT/PDX1 пътища. European Journal of Pharmacology, 2022. 936: стр. 175377.
4. Дуан, Дж., и др., Свиетенинът и свиетенолидът от Swietenia macrophylla king подобряват секрецията на инсулин и намаляват апоптозата в H₂O₂-индуцирани INS-1 клетки. „Environmental Toxicology“, 2022. 37(11): стр. 2780–2792.
5. Мо, Ф.-Ф. и др., Антидиабетен ефект на логанина чрез инхибиране на ядрената транслокация на FOXO1 по сигналния път PI3K/Akt в клетки INS-1. Iranian Journal of Basic Medical Sciences, 2019. 22(3): стр. 262.