Buněčná linie INS-1

INS-1 je dobře charakterizovaná buněčná linie insulinomu krysy, která se široce používá ve výzkumu diabetu. Buňky INS-1 vylučují inzulín po stimulaci glukózou; proto se používají ke studiu metabolismu glukózy, fyziologie beta buněk a regulace sekrece inzulínu. Dále se tyto buňky využívají také při screeningu, testování a vývoji potenciálních léčiv proti diabetes mellitus.

Obecné charakteristiky a původ buněk INS-1

Znalost obecných vlastností a původu buněčné linie vám může výrazně pomoci při jejím efektivním a účinném využití ve vašem výzkumu. Tato část článku vás seznámí s původem a obecnými charakteristikami buněčné linie INS-1. Dozvíte se: Co je to buněčná linie INS-1 z inzulinomu krysy? Jaké jsou obecné charakteristiky INS-1? Co je buněčná linie INS-1 832/3? Co je INS-1E?

• Buňky INS-1 byly původně izolovány z 666 dní staré krysy s rentgenem indukovaným transplantovatelným inzulinomem.
• Buňky INS-1 jsou bi-hormonální. Současně exprimují proteiny inzulínu a proglukagonu. Tyto buňky jsou považovány za nezralé, protože vykazují nízkou úroveň exprese transkripčního faktoru Nkx6.1 a postrádají markery alfa buněk [1].
• Existují dva subklony buněk INS-1, a to INS-1E a INS-1 832/3.
• INS-1E se od mateřské buněčné linie INS-1 liší sekrečními reakcemi na glukózu a obsah inzulínu.
• INS-1 832/3 nebo INS-1 832/13 je rovněž subklonem buněčné linie INS-1. Jedná se o neocenitelný model pro studium funkce beta buněk pankreatických ostrůvků a regulace sekrece inzulínu. Od mateřských buněk INS-1 se liší také v kontextu glukózou stimulované sekrece inzulínu (GSIS).

Buněčná linie INS-1: Informace o kultivaci

Abyste mohli s buněčnou linií efektivně pracovat a udržovat ji, musíte znát následující informace o její kultivaci. Tato část článku se bude zabývat všemi klíčovými body kultivace buněk INS-1. Dozvíte se: Jak se kultivují beta buňky INS-1? Jaký je protokol pro kultivaci buněk INS-1? Jaká je doba zdvojnásobení buněk INS-1? Jaké je kultivační médium pro krysí inzulinomové buňky INS-1?

Klíčové body pro kultivaci buněk INS-1

Doba zdvojnásobení:

Doba zdvojnásobení populace buněk INS-1 je přibližně 44 hodin.

Adherentní nebo v suspenzi:

Buňky INS-1 rostou jak v suspenzi, tak v adhezivní formě.

Poměr subkultivace:

Buňky INS-1 se subkultivují v poměru 1:3. Stručně řečeno, buňky v suspenzi se odeberou. Adherentní buňky se propláchnou PBS a inkubují s roztokem Accutase. Po odloučení se k buňkám přidá čerstvé médium. Následně se jak buňky v suspenzi, tak adhezivní buňky odstředí a shromáždí. Buňky se opatrně resuspendují a rozdělí do nových lahví pro růst.

Růstové médium:

K kultivaci buněčné linie INS-1 z inzulinomu potkana se používá RPM1 1640. Médium je doplněno 10 % tepelně inaktivovaným fetálním bovinním sérem, 2,1 mM stabilním glutaminem, 10 mM HEPES, 2,0 g/l NaHCO₃ a 1 mM pyruvátem sodným.

Podmínky kultivace:

Buňky INS-1 se udržují ve zvlhčeném inkubátoru nastaveném na teplotu 37 °C s nepřetržitým přívodem 5 % CO₂.

Skladování:

Beta buňky INS-1 lze dlouhodobě skladovat v plynné fázi kapalného dusíku nebo při teplotě pod -150 °C v elektrickém mrazáku.

Proces zmrazování a médium:

K zmrazení buněk INS-1 se používají média CM-1 nebo CM-ACF v rámci procesu pomalého zmrazování. Ten umožňuje pokles teploty pouze o 1 °C za minutu, aby byla zachována životaschopnost buněk.

Proces rozmrazování:

Zmrazené buňky INS-1 se rozmrazují ve vodní lázni předem nastavené na teplotu 37 °C po dobu 40 až 60 sekund. Po rozmrazení se do buněk přidá čerstvé médium a buňky se přímo přelijí do nové baňky pro růst. Po 24 hodinách se médium vymění, aby se odstranily složky zmrazeného média.

Úroveň biologické bezpečnosti:

K kultivaci buněk inzulinomu krysy INS-1 je nutná laboratoř úrovně biologické bezpečnosti 1.

Výhody a nevýhody buněčné linie INS-1

Stejně jako jiné buněčné linie má i INS-1 některé charakteristické rysy spojené s určitými výhodami a nevýhodami. Zde jsme uvedli několik významných z nich.

Výhody

Mezi hlavní výhody buněčné linie INS-1 patří:

• Dobře charakterizovaná

  INS-1 je dobře zavedená a dobře charakterizovaná buněčná linie. Byla použita v četných výzkumných studiích. Po delší dobu si zachovává své fenotypové vlastnosti a schopnost sekrece inzulínu, čímž poskytuje spolehlivé a konzistentní experimentální výsledky.

• Model beta buněk

  Buňky INS-1 se používají ke studiu funkce beta buněk pankreatických ostrůvků, protože vylučují inzulín a reagují na kolísání hladiny glukózy.

 Nevýhody

Nevýhody buněk INS-1 jsou:

• Nehumánní původ

  Beta buňky INS-1 mají nehumánní původ. Byly získány z inzulinomu krysy. To může způsobit druhově specifické rozdíly a omezit přímou přenositelnost experimentálních výsledků na lidskou fyziologii.

 4. Výzkumné aplikace buněk krysího inzulinomu INS-1

Beta buňky INS-1 se hojně používají ve výzkumu diabetu. Zde uvádíme několik slibných aplikací této buněčné linie.

• Studie sekrece inzulínu: Buňky INS-1 mají schopnost vylučovat inzulín, a proto se hojně využívají ke studiu základních buněčných mechanismů sekrece inzulínu. Vědci zkoumají klíčové faktory podílející se na uvolňování inzulínu, včetně metabolismu glukózy, signálních drah, hormonů a farmakologických látek. Jedna studie zjistila, že sekreci inzulínu v beta buňkách INS-1 reguluje signální dráha závislá na iontovém kanálu K+ATP [2]. Kromě toho studie také odhalily, že do sekrece inzulínu v krysích inzulinomových buňkách INS-1 jsou zapojeny i signální dráhy GLP-1R a AKT/PDX1 [3].
• Studie funkce beta buněk: Buňky INS-1 mají vlastnosti podobné beta buňkám pankreatických ostrůvků, jako je citlivost na metabolismus glukózy a sekreci inzulínu. Proto se používají ke studiu fyziologických procesů a funkcí beta buněk. Studie provedená v roce 2022 využila buňky INS-1 a vytvořila model dysfunkce beta buněk pomocí H_₂O_₂. V rámci této studie byla zkoumána životaschopnost buněk, sekrece inzulínu a markery související s oxidačním stresem v těchto buňkách v reakci na léčbu přírodními sloučeninami [4].
• Objev a vývoj léčiv: Buňky INS-1 z inzulinomu potkana se široce používají ke screeningu a testování antidiabetických sloučenin nebo léčiv. Lze je využít ke studiu potenciálních účinků terapeutických látek na sekreci inzulínu a dalších relevantních parametrů. Jedna studie zjistila, že loganin, složka čínského bylinného přípravku, chránil funkci buněk INS-1 při sekreci inzulínu a vykazoval potenciální antidiabetické účinky. Tato složka zprostředkovávala tyto příznivé účinky inhibicí jaderné translokace genu FOXO1 prostřednictvím signální dráhy PI3K/AKT [5]. 

5. Vědecké publikace zabývající se beta-buňkami INS-1

Zde uvádíme některé významné výzkumné publikace zabývající se buněčnou linií INS-1 z inzulinomu potkana.

Alfa-mangostin zlepšuje sekreci inzulínu a chrání buňky INS-1 před poškozením vyvolaným streptozotocinem

Tato studie byla publikována v časopise International Journal of Molecular Sciences v roce 2018. Studie naznačila, že žlutá krystalická přírodní sloučenina, alfa-mangostin, podporuje sekreci inzulínu v beta buňkách INS-1 a chrání je před poškozením vyvolaným toxinem pro beta buňky, streptozotocinem.

Potencování glukózou stimulované sekrece inzulínu epikatechinem v buňkách INS-1 není závislé na jeho antioxidační aktivitě

Tento výzkum byl publikován v časopise *Acta Pharmacologica Sinica* v roce 2018. Výsledky studie odhalily, že sloučenina epikatechin podporuje glukózou stimulovanou sekreci inzulínu v beta buňkách INS-1 poškozených nasycenými mastnými kyselinami prostřednictvím aktivace signální dráhy CaMKII.

Nově objevený fenylethanoidový glykosid ze Stevia rebaudiana Bertoni ovlivňuje sekreci inzulínu v β-buňkách ostrůvků INS-1 potkanů

Tento článek v časopise *Molecules* (2019) navrhl, že nová přírodní sloučenina, fenylethanoidový glykosid, ovlivňuje sekreci inzulínu v beta buňkách inzulinomu krys INS-1, a má tedy antidiabetický potenciál.

Loureirin B podporuje sekreci inzulínu prostřednictvím signálních drah GLP-1R a AKT/PDX1

Tento výzkum byl publikován v časopise European Journal of Pharmacology (2022). Studie navrhuje, že přírodní látka Loureirin B zvyšuje sekreci inzulínu v beta buňkách pankreatických ostrůvků INS-1 prostřednictvím modulace signálních drah AKT/PDX1 a GLP-1R.

In vitro protinádorové účinky Withania coagulans proti nádorovým buňkám HeLa, MCF-7, RD, RG2 a INS-1 a fytochemická analýza

Tento článek z časopisu Integrative Medicine Research (2018) hodnotil protinádorový potenciál extraktu z Withania coagulans s využitím nádorových buněk INS-1.

Zdroje informací o buněčné linii INS-1: protokoly, videa a další

Zde je několik online zdrojů věnovaných buňkám INS-1:

• Subkultivace suspenzních buněk: Toto video je komplexním průvodcem subkultivací buněk rostoucích v suspenzních kulturách.
• Subkultivace adhezivních buněk: Toto video vám pomůže seznámit se s obecným protokolem pro pasážování adhezivních buněk.

Následující odkaz obsahuje protokol pro kultivaci buněk INS-1:

• Buněčná linie INS-1: Tato webová stránka obsahuje veškeré informace o kultivaci buněk INS-1. Zahrnuje informace o kultivačních a mrazicích médiích pro buňky INS-1, protokoly pro subkultivaci a zacházení s kryokonzervovanými a proliferativními kulturami INS-1.

Reference

1. Acosta-Montalvo, A., et al., Exprese a sekrece peptidů odvozených od proglukagonu v buňkách INS-1 z inzulinomu potkana. Front Cell Dev Biol, 2020. 8: s. 590763.
2. Park, J.E. a J.S. Han, Extrakt z Portulaca oleracea L. podporuje sekreci inzulínu prostřednictvím dráhy závislé na K+ ATP kanálech v β-buňkách slinivky břišní INS-1. Nutrition Research and Practice, 2018. 12(3): s. 183.
3. Fang, H. a kol., Loureirin B podporuje sekreci inzulínu prostřednictvím drah GLP-1R a AKT/PDX1. European Journal of Pharmacology, 2022. 936: s. 175377.
4. Duan, J., a kol., Swietenin a swietenolid z rostliny Swietenia macrophylla King zlepšují sekreci inzulínu a tlumí apoptózu v buňkách INS-1 indukovaných H₂O₂. Environmental Toxicology, 2022. 37(11): s. 2780–2792.
5. Mo, F.-F. a kol., Antidiabetický účinek loganinu prostřednictvím inhibice nukleární translokace FOXO1 přes signální dráhu PI3K/Akt v buňkách INS-1. Iranian Journal of Basic Medical Sciences, 2019. 22(3): s. 262.