INS-1-cellelinje

INS-1 er en velkarakteriseret insulinomcellelinje fra rotter, der er meget udbredt i diabetesforskningen. INS-1-celler udskiller insulin ved glukosestimulering; derfor anvendes de til at undersøge glukosemetabolisme, betacellefysiologi og regulering af insulinudskillelse. Desuden anvendes disse celler også til screening, testning og udvikling af potentielle lægemidler mod diabetes mellitus.

Generelle egenskaber og oprindelse af INS-1-celler

Kendskab til en cellelinjes generelle egenskaber og oprindelse kan i høj grad hjælpe dig med at anvende den effektivt i din forskning. Dette afsnit af artiklen informerer dig om INS-1's oprindelse og generelle egenskaber. Du vil få viden om: Hvad er INS-1-cellelinjen fra rotteinsulinom? Hvad er de generelle egenskaber ved INS-1? Hvad er INS-1 832/3-cellelinjen? Hvad er INS-1E?

• INS-1-celler blev oprindeligt isoleret fra en 666 dage gammel rotte med røntgeninduceret, transplanterbart insulinom.
• INS-1-celler er bi-hormonelle. De udtrykker samtidigt insulin- og proglucagonproteiner. Disse celler betragtes som umodne, da de udviser lave ekspressionsniveauer af Nkx6.1-transkriptionsfaktoren og mangler alfa-cellemarkører [1].
• Der findes to subkloner af INS-1-celler, nemlig INS-1E og INS-1 832/3.
• INS-1E adskiller sig fra modercellelinjen INS-1 med hensyn til sekretoriske reaktioner på glukose og insulinindhold.
• INS-1 832/3 eller INS-1 832/13 er også en subklon af INS-1-cellelinjen. Den er en uvurderlig model til undersøgelse af funktionen af bugspytkirtlens ø-betaceller og reguleringen af insulinudskillelsen. Den adskiller sig også fra de oprindelige INS-1-celler med hensyn til glukosestimuleret insulinudskillelse (GSIS).

INS-1-cellelinje: Oplysninger om dyrkning

For effektivt at kunne håndtere og vedligeholde en cellelinje skal du kende følgende oplysninger om dyrkning af den. Dette afsnit af artiklen vil dække alle de vigtigste punkter vedrørende dyrkning af INS-1-celler. Du vil lære: Hvordan dyrker man INS-1-betaceller? Hvad er dyrkningsprotokollen for INS-1-celler? Hvad er fordoblingstiden for INS-1-celler? Hvad er dyrkningsmediet til INS-1-rotteinsulinomceller?

Vigtige punkter ved dyrkning af INS-1-celler

Fordoblingstid:

Fordoblingstiden for INS-1-celler er ca. 44 timer.

Adhærent eller i suspension:

INS-1-celler vokser både i suspension og som adhærente celler.

Subkultiveringsforhold:

INS-1-celler subkultiveres med et opdelingsforhold på 1:3. Kort fortalt opsamles celler i suspension. Adhærente celler skylles med PBS og inkuberes med Accutase-opløsningen. Efter løsrivelse tilsættes cellerne frisk væske. Derefter centrifugeres både celler i suspension og vedhæftede celler og opsamles. Cellerne resuspenderes omhyggeligt og fordeles i nye kolber til vækst.

Vækstmedium:

RPM1 1640 anvendes til dyrkning af INS-1-rotteinsulinomcellelinjen. Mediet tilsættes 10 % varmeinaktiveret føtal bovint serum, 2,1 mM stabilt glutamin, 10 mM HEPES, 2,0 g/L NaHCO3 og 1 mM natriumpyruvat.

Vækstbetingelser:

INS-1-celler opbevares i en befugtet inkubator indstillet til 37 °C og med en kontinuerlig tilførsel af 5 % CO₂.

Opbevaring:

INS-1-betaceller kan opbevares i dampfasen af flydende nitrogen eller ved temperaturer under -150 °C i en elektrisk fryser i længere tid.

Fryseproces og medium:

CM-1- eller CM-ACF-medier anvendes til at nedfryse INS-1-celler ved hjælp af en langsom nedfrysningsproces. Dette tillader kun et temperaturfald på 1 °C pr. minut for at beskytte cellernes levedygtighed.

Optøningsproces:

Frosne INS-1-celler optøs i et vandbad, der er forindstillet til en temperatur på 37 grader Celsius, i 40 til 60 sekunder. Efter optøning tilsættes der frisk væske til cellerne, og de hældes direkte over i en ny kolbe til vækst. Efter 24 timer udskiftes væsken for at fjerne komponenter fra den frosne væske.

Biosikkerhedsniveau:

Der kræves et laboratorium på biosikkerhedsniveau 1 til dyrkning af INS-1-insulinomceller fra rotter.

Fordele og ulemper ved INS-1-cellelinjen

Ligesom andre cellelinjer har INS-1 også nogle særlige egenskaber, der er forbundet med visse fordele og ulemper. Her har vi nævnt et par af de væsentligste.

Fordele

De vigtigste fordele ved INS-1-cellelinjen er:

• Velkarakteriseret

  INS-1 er en veletableret og velkarakteriseret cellelinje. Den er blevet anvendt i talrige forskningsstudier. Den bevarer sine fænotypiske egenskaber og sin evne til at udskille insulin over en længere periode, hvilket sikrer pålidelige og konsistente eksperimentelle resultater.

• Betacellemodel

  INS-1-celler anvendes til at undersøge funktionen af betacellerne i bugspytkirtlens øer, da de udskiller insulin og reagerer på udsving i glukoseniveauet.

 Ulemper

Ulemperne ved INS-1-celler er:

• Ikke-human oprindelse

  INS-1-betaceller er af ikke-menneskelig oprindelse. De stammer fra insulinom hos rotter. Dette kan medføre artsspecifikke forskelle og begrænse den direkte overførsel af eksperimentelle resultater til menneskets fysiologi.

 4. Forskningsanvendelser af INS-1-rotteinsulinomceller

INS-1-betacellerne anvendes i vid udstrækning i diabetesforskning. Her nævnes nogle få lovende anvendelser af denne cellelinje.

• Undersøgelser af insulinudskillelse: INS-1-celler har evnen til at udskille insulin og anvendes derfor i vid udstrækning til at undersøge de underliggende cellulære mekanismer bag insulinudskillelsen. Forskere undersøger væsentlige faktorer, der er involveret i insulinfrigivelsen, herunder glukosemetabolisme, signalveje, hormoner og farmakologiske midler. En undersøgelse viste, at en K+-ATP-ionkanalafhængig vej regulerer insulinudskillelsen i INS-1-betaceller [2]. Desuden har undersøgelser også afsløret, at GLP-1R- og AKT/PDX1-veje ligeledes er involveret i insulinudskillelsen i INS-1-rotteinsulinomceller [3].
• Undersøgelser af betacellefunktion: INS-1-celler har egenskaber, der ligner betaceller i bugspytkirtlens øer, såsom reaktionsdygtighed over for glukosemetabolisme og insulinudskillelse. De anvendes derfor til at undersøge betacellernes fysiologiske processer og funktioner. I en undersøgelse fra 2022 anvendte man INS-1-celler og udviklede en model for betacelledysfunktion ved hjælp af H₂O₂. Man undersøgte cellernes levedygtighed, insulinudskillelse og markører for oxidativt stress i disse celler som reaktion på behandling med naturlige forbindelser [4].
• Lægemiddelforskning og -udvikling: Rotteinsulinomcellerne INS-1 anvendes i vid udstrækning til screening og test af antidiabetiske forbindelser eller lægemidler. De kan benyttes til at undersøge de potentielle effekter af terapeutiske midler på insulinudskillelse og andre relevante parametre. En undersøgelse viste, at loganin, en bestanddel af en kinesisk urteformel, beskyttede INS-1-cellernes insulinudskillelsesfunktion og udøvede potentielle antidiabetiske virkninger. Bestanddelen formidlede disse gavnlige virkninger ved at hæmme den nukleare translokation af FOXO1-genet via PI3K/AKT-signalvejen [5]. 

5. Forskningspublikationer om INS-1-betaceller

Her er nogle vigtige forskningspublikationer om INS-1-insulinomcellelinjen fra rotter.

Alfa-mangostin forbedrer insulinudskillelsen og beskytter INS-1-celler mod streptozotocin-induceret skade

Denne undersøgelse blev offentliggjort i International Journal of Molecular Sciences i 2018. Undersøgelsen foreslog, at et gult, krystallinsk naturligt stof, alfa-mangostin, fremmer insulinudskillelsen i INS-1-betaceller og beskytter dem mod skader forårsaget af betacelle-toksinet streptozotocin.

Epicatechins forstærkning af glukosestimuleret insulinudskillelse i INS-1-celler er ikke afhængig af dets antioxidantvirkning

Denne forskning blev offentliggjort i *Acta Pharmacologica Sinica* i 2018. Undersøgelsens resultater afslørede, at epicatechin-forbindelsen fremmer glukosestimuleret insulinudskillelse i INS-1-betaceller, der er svækket af mættede fedtsyrer, via aktivering af CaMKII-signalvejen.

Et nyopdaget phenylethanoidglykosid fra Stevia rebaudiana Bertoni påvirker insulinudskillelsen i INS-1-ø-β-celler fra rotter

Denne artikel i *Molecules* (2019) foreslog, at et nyt naturligt stof, phenylethanoidglykosid, påvirker insulinudskillelsen i INS-1-insulinomceller fra rotter og dermed har et antidiabetisk potentiale.

Loureirin B fremmer insulinudskillelsen via GLP-1R- og AKT/PDX1-signalveje

Denne forskning blev offentliggjort i European Journal of Pharmacology (2022). Undersøgelsen foreslog, at Loureirin B, et naturprodukt, øger insulinudskillelsen i INS-1-betaceller fra bugspytkirtlens øer via modulering af AKT/PDX1- og GLP-1R-signalveje.

In vitro-kræftbekæmpende virkninger af Withania coagulans mod HeLa-, MCF-7-, RD-, RG2- og INS-1-kræftceller samt fytokemisk analyse

Denne artikel fra *Integrative Medicine Research* (2018) vurderede det kræftbekæmpende potentiale af Withania coagulans-ekstrakt ved hjælp af INS-1-kræftceller.

Ressourcer til INS-1-cellelinjen: Protokoller, videoer og mere

Her er nogle online ressourcer om INS-1-cellerne:

• Subkultivering af suspensionsceller: Denne video er en omfattende vejledning i subkultivering af celler, der vokser i suspensionskulturer.
• Subkultivering af adhærente celler: Denne video hjælper dig med at lære den generelle protokol for passagering af adhærente celler.

Følgende link indeholder protokollen for INS-1-cellekultur:

• INS-1-cellelinje: Denne hjemmeside indeholder alle oplysninger om INS-1-cellekultur. Den omfatter oplysninger om INS-1-cellekultur og frysemedier, protokoller for subkultivering samt håndtering af kryopræserverede og proliferative INS-1-kulturer.

Referencer

1. Acosta-Montalvo, A., et al., Proglucagon-afledte peptiders ekspression og sekretion i INS-1-celler fra rotteinsulinom. Front Cell Dev Biol, 2020. 8: s. 590763.
2. Park, J.E. og J.S. Han, Et ekstrakt af Portulaca oleracea L. fremmer insulinudskillelsen via en K+-ATP-kanalafhængig vej i INS-1-β-celler i bugspytkirtlen. Nutrition Research and Practice, 2018. 12(3): s. 183.
3. Fang, H., et al., Loureirin B fremmer insulinudskillelsen via GLP-1R- og AKT/PDX1-signalveje. European Journal of Pharmacology, 2022. 936: s. 175377.
4. Duan, J., et al., Swietenin og swietenolid fra Swietenia macrophylla king forbedrer insulinudskillelsen og dæmper apoptose i H₂O₂-inducerede INS-1-celler. Environmental Toxicology, 2022. 37(11): s. 2780-2792.
5. Mo, F.-F., et al., Loganins antidiabetiske virkning ved at hæmme FOXO1-nuklear translokation via PI3K/Akt-signalvejen i INS-1-celler. Iranian Journal of Basic Medical Sciences, 2019. 22(3): s. 262.