Κυτταρική σειρά INS-1

Η INS-1 είναι μια καλά χαρακτηρισμένη κυτταρική σειρά ινσουλινώματος αρουραίου που χρησιμοποιείται ευρέως στην έρευνα για τον διαβήτη. Τα κύτταρα INS-1 εκκρίνουν ινσουλίνη μετά από διέγερση με γλυκόζη· ως εκ τούτου, χρησιμοποιούνται για τη μελέτη του μεταβολισμού της γλυκόζης, της φυσιολογίας των β-κυττάρων και της ρύθμισης της έκκρισης ινσουλίνης. Επιπλέον, τα κύτταρα αυτά χρησιμοποιούνται επίσης για τον έλεγχο, τη δοκιμή και την ανάπτυξη πιθανών θεραπευτικών αγωγών κατά του σακχαρώδους διαβήτη.

Γενικά χαρακτηριστικά και προέλευση των κυττάρων INS-1

Η γνώση των γενικών χαρακτηριστικών και της προέλευσης μιας κυτταρικής σειράς μπορεί να σας βοηθήσει σημαντικά να την χρησιμοποιήσετε αποδοτικά και αποτελεσματικά στην έρευνά σας. Σε αυτή την ενότητα του άρθρου θα ενημερωθείτε για την προέλευση και τα γενικά χαρακτηριστικά της INS-1. Θα μάθετε: Τι είναι η κυτταρική σειρά INS-1 από ινσουλίνωμα αρουραίου; Ποια είναι τα γενικά χαρακτηριστικά της INS-1; Τι είναι η κυτταρική σειρά INS-1 832/3; Τι είναι η INS-1E;

• Τα κύτταρα INS-1 απομονώθηκαν αρχικά από έναν αρουραίο ηλικίας 666 ημερών με μεταμοσχεύσιμο ινσουλίνωμα που προκλήθηκε από ακτινοβολία.
• Τα κύτταρα INS-1 είναι δι-ορμονικά. Εκφράζουν ταυτόχρονα τις πρωτεΐνες της ινσουλίνης και της προγλυκαγόνης. Αυτά τα κύτταρα θεωρούνται ανώριμα, καθώς παρουσιάζουν χαμηλά επίπεδα έκφρασης του μεταγραφικού παράγοντα Nkx6.1 και στερούνται δεικτών άλφα-κυττάρων [1].
• Υπάρχουν δύο υποκλώνοι των κυττάρων INS-1, δηλαδή το INS-1E και το INS-1 832/3.
• Το INS-1E διαφέρει από τη μητρική κυτταρική σειρά INS-1 όσον αφορά τις εκκριτικές αποκρίσεις στη γλυκόζη και την περιεκτικότητα σε ινσουλίνη.
• Το INS-1 832/3 ή INS-1 832/13 αποτελεί επίσης υποκλώνο της κυτταρικής σειράς INS-1. Αποτελεί ένα ανεκτίμητο μοντέλο για τη μελέτη της λειτουργίας των β-κυττάρων των παγκρεατικών νησίδων και της ρύθμισης της έκκρισης ινσουλίνης. Διαφέρει επίσης από τα μητρικά κύτταρα INS-1 όσον αφορά την έκκριση ινσουλίνης που διεγείρεται από τη γλυκόζη (GSIS).

Κυτταρική σειρά INS-1: Πληροφορίες για την καλλιέργεια

Για την αποτελεσματική διαχείριση και συντήρηση μιας κυτταρικής σειράς, πρέπει να γνωρίζετε τις ακόλουθες πληροφορίες σχετικά με την καλλιέργειά της. Αυτή η ενότητα του άρθρου θα καλύψει όλα τα βασικά σημεία για την καλλιέργεια των κυττάρων INS-1. Θα μάθετε: Πώς καλλιεργούνται τα β-κύτταρα INS-1; Ποιο είναι το πρωτόκολλο καλλιέργειας των κυττάρων INS-1; Ποιος είναι ο χρόνος διπλασιασμού των κυττάρων INS-1; Ποιο είναι το μέσο καλλιέργειας για τα κύτταρα ινσουλινώματος αρουραίου INS-1;

Βασικά σημεία για την καλλιέργεια κυττάρων INS-1

Χρόνος διπλασιασμού:

Ο χρόνος διπλασιασμού του πληθυσμού των κυττάρων INS-1 είναι περίπου 44 ώρες.

Προσκολλημένα ή σε εναιώρημα:

Τα κύτταρα INS-1 αναπτύσσονται τόσο σε εναιώρημα όσο και σε προσκολλημένη μορφή.

Αναλογία υποκαλλιέργειας:

Τα κύτταρα INS-1 υποκαλλιεργούνται με αναλογία διαχωρισμού 1:3. Εν συντομία, τα κύτταρα σε εναιώρημα συλλέγονται. Τα προσκολλημένα κύτταρα ξεπλένονται με PBS και επωάζονται με το διάλυμα Accutase. Μετά την αποκόλληση, στα κύτταρα προστίθεται φρέσκο μέσο καλλιέργειας. Στη συνέχεια, τόσο τα κύτταρα σε εναιώρημα όσο και τα προσκολλημένα κύτταρα φυγοκεντρώνονται και συλλέγονται. Τα κύτταρα επαναδιαλύονται προσεκτικά και μεταφέρονται σε νέες φιάλες για ανάπτυξη.

Μέσο ανάπτυξης:

Για την καλλιέργεια της κυτταρικής σειράς ινσουλινώματος αρουραίου INS-1 χρησιμοποιείται το RPM1 1640. Το μέσο συμπληρώνεται με 10% εμβρυϊκό βοοειδές ορό αδρανοποιημένο με θερμότητα, 2,1 mM σταθερή γλουταμίνη, 10 mM HEPES, 2,0 g/L NaHCO3 και 1 mM πυρουβικό νάτριο.

Συνθήκες ανάπτυξης:

Τα κύτταρα INS-1 διατηρούνται σε υγρανόμενο επωαστήρα ρυθμισμένο στους 37°C και με συνεχή παροχή 5% CO2.

Αποθήκευση:

Τα β-κύτταρα INS-1 μπορούν να αποθηκευτούν μακροπρόθεσμα στη φάση ατμών υγρού αζώτου ή σε θερμοκρασία κάτω των -150 °C σε ηλεκτρικό καταψύκτη.

Διαδικασία κατάψυξης και μέσο:

Χρησιμοποιούνται μέσα CM-1 ή CM-ACF για την κατάψυξη των κυττάρων INS-1 μέσω μιας διαδικασίας αργής κατάψυξης. Η διαδικασία αυτή επιτρέπει πτώση της θερμοκρασίας μόνο κατά 1°C ανά λεπτό, προκειμένου να προστατευθεί η βιωσιμότητα των κυττάρων.

Διαδικασία απόψυξης:

Τα κατεψυγμένα κύτταρα INS-1 αποψύχονται σε υδατόλουτρο προρυθμισμένο στους 37 βαθμούς Κελσίου για 40 έως 60 δευτερόλεπτα. Μετά την απόψυξη, στα κύτταρα προστίθεται φρέσκο μέσο και μεταφέρονται απευθείας σε νέα φιάλη για ανάπτυξη. Μετά από 24 ώρες, το μέσο αντικαθίσταται για την απομάκρυνση των συστατικών του μέσου κατάψυξης.

Επίπεδο βιοασφάλειας:

Για την καλλιέργεια των κυττάρων ινσουλινώματος αρουραίου INS-1 απαιτείται εργαστήριο βιοασφάλειας επιπέδου 1.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της κυτταρικής σειράς INS-1

Όπως και άλλες κυτταρικές σειρές, η INS-1 διαθέτει επίσης ορισμένα διακριτά χαρακτηριστικά που συνδέονται με συγκεκριμένα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Εδώ, αναφέρονται μερικά σημαντικά από αυτά.

Πλεονεκτήματα

Τα κύρια πλεονεκτήματα της κυτταρικής σειράς INS-1 είναι:

• Καλά χαρακτηρισμένη

  Η INS-1 είναι μια καθιερωμένη και καλά χαρακτηρισμένη κυτταρική σειρά. Έχει χρησιμοποιηθεί σε πολυάριθμες ερευνητικές μελέτες. Διατηρεί τα φαινοτυπικά χαρακτηριστικά της και τις ικανότητες έκκρισης ινσουλίνης για μεγάλο χρονικό διάστημα, παρέχοντας έτσι αξιόπιστα και συνεπή πειραματικά αποτελέσματα.

• Μοντέλο β-κυττάρων

  Τα κύτταρα INS-1 χρησιμοποιούνται για τη μελέτη της λειτουργίας των β-κυττάρων των παγκρεατικών νησίδων, καθώς εκκρίνουν ινσουλίνη και ανταποκρίνονται στις διακυμάνσεις των επιπέδων γλυκόζης.

 Μειονεκτήματα

Τα μειονεκτήματα των κυττάρων INS-1 είναι:

• Μη ανθρώπινη προέλευση

  Τα β-κύτταρα INS-1 έχουν μη ανθρώπινη προέλευση. Προέρχονται από ινσουλίνωμα αρουραίου. Αυτό μπορεί να προκαλέσει διαφορές που σχετίζονται με το είδος και να περιορίσει την άμεση μεταφορά των πειραματικών αποτελεσμάτων στη φυσιολογία του ανθρώπου.

 4. Ερευνητικές εφαρμογές των κυττάρων ινσουλινώματος αρουραίου INS-1

Τα β-κύτταρα INS-1 χρησιμοποιούνται ευρέως στην έρευνα για τον διαβήτη. Εδώ αναφέρονται μερικές πολλά υποσχόμενες εφαρμογές αυτής της κυτταρικής σειράς.

• Μελέτες έκκρισης ινσουλίνης: Τα κύτταρα INS-1 έχουν την ικανότητα έκκρισης ινσουλίνης και, ως εκ τούτου, χρησιμοποιούνται ευρέως για τη μελέτη των υποκείμενων κυτταρικών μηχανισμών της έκκρισης ινσουλίνης. Οι ερευνητές διερευνούν βασικούς παράγοντες που εμπλέκονται στην απελευθέρωση της ινσουλίνης, συμπεριλαμβανομένου του μεταβολισμού της γλυκόζης, των οδών σηματοδότησης, των ορμονών και των φαρμακολογικών παραγόντων. Μια μελέτη διαπίστωσε ότι μια οδός που εξαρτάται από το ιοντικό κανάλι K + ATP ρυθμίζει την έκκριση ινσουλίνης στα β-κύτταρα INS-1 [2]. Επιπλέον, μελέτες έχουν επίσης αποκαλύψει ότι οι οδοί GLP-1R και AKT/PDX1 εμπλέκονται επίσης στην έκκριση ινσουλίνης στα κύτταρα ινσουλινώματος αρουραίου INS-1 [3].
• Μελέτες της λειτουργίας των β-κυττάρων: Τα κύτταρα INS-1 παρουσιάζουν χαρακτηριστικά παρόμοια με αυτά των β-κυττάρων των παγκρεατικών νησίδων, όπως η ανταπόκριση στον μεταβολισμό της γλυκόζης και η έκκριση ινσουλίνης. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιούνται για τη μελέτη των φυσιολογικών διεργασιών και λειτουργιών των β-κυττάρων. Μια μελέτη που διεξήχθη το 2022 χρησιμοποίησε κύτταρα INS-1 και ανέπτυξε ένα μοντέλο δυσλειτουργίας β-κυττάρων μέσω H_₂O_₂. Μελετήθηκαν η κυτταρική βιωσιμότητα, η έκκριση ινσουλίνης και οι δείκτες που σχετίζονται με το οξειδωτικό στρες σε αυτά τα κύτταρα ως απόκριση στη θεραπεία με φυσικές ενώσεις [4].
• Ανακάλυψη και ανάπτυξη φαρμάκων: Τα κύτταρα ινσουλινώματος αρουραίου INS-1 χρησιμοποιούνται ευρέως για τον έλεγχο και τη δοκιμή αντιδιαβητικών ενώσεων ή φαρμάκων. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μελέτη των πιθανών επιδράσεων θεραπευτικών παραγόντων στην έκκριση ινσουλίνης και σε άλλες σχετικές παραμέτρους. Μια μελέτη διαπίστωσε ότι η λογανίνη, ένα συστατικό ενός κινέζικου φυτικού σκευάσματος, προστάτευε τη λειτουργία έκκρισης ινσουλίνης των κυττάρων INS-1 και άσκησε πιθανές αντιδιαβητικές επιδράσεις. Το συστατικό αυτό μεσολάβησε σε αυτές τις ευεργετικές επιδράσεις αναστέλλοντας την πυρηνική μετατόπιση του γονιδίου FOXO1 μέσω της οδού PI3K/AKT [5]. 

5. Ερευνητικές δημοσιεύσεις που αφορούν τα β-κύτταρα INS-1

Ακολουθούν μερικές σημαντικές ερευνητικές δημοσιεύσεις που αφορούν τη σειρά κυττάρων ινσουλινώματος αρουραίου INS-1.

Η άλφα-μανγκοστίνη βελτιώνει την έκκριση ινσουλίνης και προστατεύει τα κύτταρα INS-1 από βλάβες που προκαλούνται από τη στρεπτοζοτοκίνη

Η μελέτη αυτή δημοσιεύθηκε στο International Journal of Molecular Sciences το 2018. Η μελέτη έδειξε ότι μια κίτρινη κρυσταλλική φυσική ένωση, η άλφα-μανγκοστίνη, προάγει την έκκριση ινσουλίνης στα β-κύτταρα INS-1 και τα προστατεύει από βλάβες που προκαλούνται από τη στρεπτοζοτοκίνη, μια τοξίνη για τα β-κύτταρα.

Η ενίσχυση της έκκρισης ινσουλίνης που διεγείρεται από τη γλυκόζη στα κύτταρα INS-1 από την επικατεχίνη δεν εξαρτάται από την αντιοξειδωτική της δράση

Η έρευνα αυτή δημοσιεύθηκε στο «Acta Pharmacologica Sinica» το 2018. Τα ευρήματα της μελέτης αποκάλυψαν ότι η ένωση επικατεχίνη προάγει την έκκριση ινσουλίνης που διεγείρεται από τη γλυκόζη στα β-κύτταρα INS-1, τα οποία έχουν υποστεί βλάβη από κορεσμένα λιπαρά οξέα, μέσω της ενεργοποίησης της οδού CaMKII.

Μια πρόσφατα ανακαλυφθείσα φαινυλαιθανοειδής γλυκοσίδη από το φυτό Stevia rebaudiana Bertoni επηρεάζει την έκκριση ινσουλίνης στα β-κύτταρα νησίδων INS-1 αρουραίου

Αυτό το άρθρο στο περιοδικό «Molecules» (2019) πρότεινε ότι μια νέα φυσική ένωση, η γλυκοσίδη φαινυλαιθανοειδούς, επηρεάζει την έκκριση ινσουλίνης στα κύτταρα ινσουλινώματος INS-1 αρουραίου και, ως εκ τούτου, έχει αντιδιαβητικό δυναμικό.

Η λοουρεϊρίνη Β προάγει την έκκριση ινσουλίνης μέσω των οδών GLP-1R και AKT/PDX1

Η έρευνα αυτή δημοσιεύθηκε στο European Journal of Pharmacology (2022). Η μελέτη προτείνει ότι η Loureirin B, ένα φυσικό προϊόν, ενισχύει την έκκριση ινσουλίνης στα β-κύτταρα των παγκρεατικών νησίδων INS-1 μέσω της ρύθμισης των οδών AKT/PDX1 και GLP-1R.

In vitro αντικαρκινικές δράσεις του Withania coagulans έναντι καρκινικών κυττάρων HeLa, MCF-7, RD, RG2 και INS-1 και φυτοχημική ανάλυση

Αυτό το άρθρο του Integrative Medicine Research (2018) αξιολόγησε το αντικαρκινικό δυναμικό του εκχυλίσματος Withania coagulans χρησιμοποιώντας καρκινικά κύτταρα INS-1.

Πηγές για τη κυτταρική σειρά INS-1: Πρωτόκολλα, βίντεο και άλλα

Ακολουθούν ορισμένοι διαδικτυακοί πόροι που αφορούν τα κύτταρα INS-1:

• Υποκαλλιέργεια κυττάρων σε εναιώρημα: Αυτό το βίντεο αποτελεί έναν ολοκληρωμένο οδηγό για την υποκαλλιέργεια κυττάρων που αναπτύσσονται σε καλλιέργειες εναιωρήματος.
• Υποκαλλιέργεια προσκολλημένων κυττάρων: Αυτό το βίντεο θα σας βοηθήσει να μάθετε το γενικό πρωτόκολλο για την υποκαλλιέργεια προσκολλημένων κυττάρων.

Ο παρακάτω σύνδεσμος περιέχει το πρωτόκολλο καλλιέργειας κυττάρων INS-1:

• Κυτταρική σειρά INS-1: Αυτός ο ιστότοπος περιέχει όλες τις πληροφορίες σχετικά με την καλλιέργεια κυττάρων INS-1. Περιλαμβάνει πληροφορίες για τα μέσα καλλιέργειας και κατάψυξης των κυττάρων INS-1, πρωτόκολλα υποκαλλιέργειας, καθώς και χειρισμό κρυοσυντηρημένων και πολλαπλασιαζόμενων καλλιεργειών INS-1.

Αναφορές

1. Acosta-Montalvo, A., et al., Έκφραση και έκκριση πεπτιδίων που προέρχονται από το προγλυκαγόνο σε κύτταρα INS-1 ινσουλινώματος αρουραίου. Front Cell Dev Biol, 2020. 8: σ. 590763.
2. Park, J.E. και J.S. Han, Ένα εκχύλισμα Portulaca oleracea L. προάγει την έκκριση ινσουλίνης μέσω μιας οδού που εξαρτάται από το κανάλι K+ ATP στα β-κύτταρα του παγκρέατος INS-1. Nutrition Research and Practice, 2018. 12(3): σ. 183.
3. Fang, H., et al., Η ουρεϊρίνη Β προάγει την έκκριση ινσουλίνης μέσω των οδών GLP-1R και AKT/PDX1. European Journal of Pharmacology, 2022. 936: σ. 175377.
4. Duan, J., et al., Η σβιετενίνη και η σβιετενολίδη από το Swietenia macrophylla king βελτιώνουν την έκκριση ινσουλίνης και μετριάζουν την απόπτωση σε κύτταρα INS-1 που έχουν υποστεί επίδραση από H2O2. Environmental Toxicology, 2022. 37(11): σ. 2780-2792.
5. Mo, F.-F., et al., Αντιδιαβητική δράση της λογανίνης μέσω της αναστολής της πυρηνικής μετατόπισης του FOXO1 μέσω της οδού σηματοδότησης PI3K/Akt σε κύτταρα INS-1. Iranian Journal of Basic Medical Sciences, 2019. 22(3): σ. 262.