INS-1-solulinja

INS-1 on hyvin karakterisoitu rotan insuliinoomasolulinja, jota käytetään laajalti diabetestutkimuksessa. INS-1-solut erittävät insuliinia glukoosistimulaation seurauksena; siksi niitä käytetään glukoosiaineenvaihdunnan, beetasolujen fysiologian ja insuliinin erityksen säätelyn tutkimiseen. Lisäksi näitä soluja käytetään myös diabeteksen hoitoon tarkoitettujen potentiaalisten lääkeaineiden seulonnassa, testaamisessa ja kehittämisessä.

INS-1-solujen yleiset ominaisuudet ja alkuperä

Solulinjan yleisten ominaisuuksien ja alkuperän tunteminen voi auttaa sinua merkittävästi käyttämään sitä tehokkaasti ja tuloksellisesti tutkimuksessasi. Tässä artikkelin osiossa kerrotaan INS-1:n alkuperästä ja yleisistä ominaisuuksista. Tulet oppimaan: Mikä on INS-1-rotan insuliinoomasolulinja? Mitkä ovat INS-1:n yleiset ominaisuudet? Mikä on INS-1 832/3 -solulinja? Mikä on INS-1E?

• INS-1-solut eristettiin alun perin 666 päivää vanhalta rotalta, jolla oli röntgensäteilyllä indusoitu siirrettävä insuliinooma.
• INS-1-solut ovat kaksihormonaalisia. Ne ilmentävät samanaikaisesti insuliini- ja proglukagoniproteiineja. Näitä soluja pidetään epäkypsinä, koska niissä Nkx6.1-transkriptiotekijän ilmentymistasot ovat alhaiset ja niiltä puuttuvat alfa-solujen merkkiaineet [1].
• INS-1-soluista on olemassa kaksi alikloonia, nimittäin INS-1E ja INS-1 832/3.
• INS-1E eroaa emosolulinjasta INS-1:stä glukoosiin kohdistuvien eritysvastetta ja insuliinipitoisuuden suhteen.
• Myös INS-1 832/3 tai INS-1 832/13 on INS-1-solulinjan alaklooni. Se on korvaamaton malli haiman saarekkeiden beetasolujen toiminnan ja insuliinin erityksen säätelyn tutkimiseen. Se eroaa emosolulinjasta INS-1 myös glukoosin stimuloiman insuliinin erityksen (GSIS) suhteen.

INS-1-solulinja: Viljelyohjeet

Solulinjan tehokkaaseen käsittelyyn ja ylläpitoon tarvitset seuraavat viljelytiedot. Tässä artikkelin osiossa käsitellään kaikki INS-1-solujen viljelyn avainkohdat. Opit seuraavaa: Miten INS-1-beetasoluja viljellään? Mikä on INS-1-solujen viljelyprotokolla? Mikä on INS-1-solujen kaksinkertaistumisaika? Mikä on INS-1-rotan insuliinoomasolujen viljelyalusta?

INS-1-solujen viljelyn avainkohdat

Kaksinkertaistumisaika:

INS-1-solujen populaation kaksinkertaistumisaika on noin 44 tuntia.

Kiinnittyneinä vai suspensiossa:

INS-1-solut kasvavat sekä suspensiossa että kiinnittyneinä.

Aliviljelysuhde:

INS-1-soluja aliviljellään jakosuhteella 1:3. Lyhyesti sanottuna suspensiossa olevat solut kerätään talteen. Kiinnittyneet solut huuhdellaan PBS:llä ja inkuboidaan Accutase-liuoksessa. Irrottamisen jälkeen soluihin lisätään tuoretta elatusainetta. Tämän jälkeen sekä suspensio- että kiinnittyneet solut sentrifugoidaan ja kerätään talteen. Solut suspendoidaan huolellisesti uudelleen ja annostellaan uusiin kasvatuspulloihin kasvattamista varten.

Kasvatusväliaine:

INS-1-rotan insuliinoomasolulinjan viljelyyn käytetään RPM1 1640 -kasvatusliuosta. Elatusainetta täydennetään 10 %:lla lämpöinaktivoidulla naudan sikiöseerumilla, 2,1 mM:lla stabiilia glutamiinia, 10 mM:lla HEPES:ää, 2,0 g/l NaHCO3:lla ja 1 mM:lla natriumpyruvaattia.

Kasvatusolosuhteet:

INS-1-soluja pidetään kostutetussa inkubaattorissa, jonka lämpötila on asetettu 37 °C:een ja jossa on jatkuva 5 %:n CO₂-syöttö.

Säilytys:

INS-1-beetasoluja voidaan säilyttää pitkään nestemäisen typen höyryvaiheessa tai alle -150 °C:n lämpötilassa sähköpakastimessa.

Jäädytysprosessi ja elatusaine:

INS-1-solujen hitaaseen pakastamiseen käytetään CM-1- tai CM-ACF-kasvatusväliaineita. Lämpötilaa lasketaan vain 1 °C minuutissa solujen elinkelpoisuuden säilyttämiseksi.

Sulatusprosessi:

Jäädytetyt INS-1-solut sulatetaan 37 °C:een esiasetetussa vesihauteessa 40–60 sekunnin ajan. Sulatuksen jälkeen soluihin lisätään tuoretta elatusainetta ja ne kaadetaan suoraan uuteen pulloon kasvattamista varten. 24 tunnin kuluttua elatusaine vaihdetaan, jotta jäädytysaineen komponentit poistuvat.

Bioturvallisuustaso:

INS-1-rotan insuliinoomasolujen viljelyyn vaaditaan bioturvallisuustason 1 laboratorio.

INS-1-solulinjan edut ja haitat

Muiden solulinjojen tavoin myös INS-1:llä on joitakin erityispiirteitä, joihin liittyy tiettyjä etuja ja haittoja. Tässä olemme maininneet muutamia merkittävimpiä niistä.

Edut

INS-1-solulinjan tärkeimmät edut ovat:

• Hyvin karakterisoitu

  INS-1 on vakiintunut ja hyvin karakterisoitu solulinja. Sitä on käytetty lukuisissa tutkimuksissa. Se säilyttää fenotyyppiset ominaisuutensa ja insuliinin erityskykynsä pitkällä aikavälillä, mikä takaa luotettavat ja yhdenmukaiset kokeelliset tulokset.

• Beetasolumalli

  INS-1-soluja käytetään haiman saarekkeiden beetasolujen toiminnan tutkimiseen, sillä ne erittävät insuliinia ja reagoivat glukoosipitoisuuden vaihteluihin.

 Haitat

INS-1-solujen haittoja ovat:

• Ei-ihmislähtöinen

  INS-1-beetasolut eivät ole peräisin ihmisestä. Ne on johdettu rotan insuliinoomasta. Tämä voi aiheuttaa lajikohtaisia eroja ja rajoittaa kokeellisten tulosten suoraa soveltamista ihmisen fysiologiaan.

 4. INS-1-rotan insuliinoomasolujen tutkimuskäyttö

INS-1-beetasoluja käytetään laajasti diabetestutkimuksessa. Tässä mainitaan muutamia tämän solulinjan lupaavia sovelluksia.

• Insuliinin eritystutkimukset: INS-1-soluilla on kyky erittää insuliinia, minkä vuoksi niitä käytetään laajasti insuliinin erityksen taustalla olevien solumekanismien tutkimiseen. Tutkijat selvittävät insuliinin vapautumiseen vaikuttavia keskeisiä tekijöitä, kuten glukoosiaineenvaihduntaa, signalointireittejä, hormoneja ja farmakologisia aineita. Eräässä tutkimuksessa havaittiin, että K+-ATP-ionikanavasta riippuva reitti säätelee insuliinin eritystä INS-1-beetasoluissa [2]. Lisäksi tutkimukset ovat osoittaneet, että myös GLP-1R- ja AKT/PDX1-reittien on todettu osallistuvan insuliinin eritykseen INS-1-rotan insuliinoomasoluissa [3].
• Beetasolujen toiminnan tutkimukset: INS-1-soluilla on haiman saarekkeiden beetasolujen kaltaisia ominaisuuksia, kuten reagointikyky glukoosiaineenvaihduntaan ja insuliinin eritykseen. Siksi niitä käytetään beetasolujen fysiologisten prosessien ja toimintojen tutkimiseen. Vuonna 2022 tehdyssä tutkimuksessa hyödynnettiin INS-1-soluja ja kehitettiin beetasolujen toimintahäiriömalli H_₂O₂_:n avulla. Tutkimuksessa selvitettiin näiden solujen elinkelpoisuutta, insuliinin eritystä ja oksidatiiviseen stressiin liittyviä merkkiaineita luonnollisten yhdisteiden käsittelyn seurauksena [4].
• Lääkekehitys: Rottien insuliinoomasoluja INS-1 käytetään laajalti diabeteksen hoitoon tarkoitettujen yhdisteiden tai lääkkeiden seulontaan ja testaamiseen. Niitä voidaan käyttää tutkimaan terapeuttisten aineiden mahdollisia vaikutuksia insuliinin eritykseen ja muihin asiaankuuluviin parametreihin. Eräässä tutkimuksessa havaittiin, että loganiini, joka on osa kiinalaista yrttivalmistetta, suojasi INS-1-solujen insuliinieritystoimintaa ja osoitti potentiaalisia diabeteksen vastaisia vaikutuksia. Aine välitti näitä hyödyllisiä vaikutuksia estämällä FOXO1-geenin siirtymistä solun tumaan PI3K/AKT-reitin kautta [5]. 

5. INS-1-beetasoluja käsittelevät tutkimusjulkaisut

Seuraavassa on esitetty joitakin merkittäviä tutkimusjulkaisuja, joissa käsitellään INS-1-rotan insuliinoomasolulinjaa.

Alfa-mangostiini parantaa insuliinin eritystä ja suojaa INS-1-soluja streptozotosiinin aiheuttamilta vaurioilta

Tämä tutkimus julkaistiin International Journal of Molecular Sciences -lehdessä vuonna 2018. Tutkimuksessa esitettiin, että keltainen kiteinen luonnollinen yhdiste, alfa-mangostiini, edistää insuliinin eritystä INS-1-beetasoluissa ja suojaa niitä beetasolujen toksiinina toimivan streptozotosiinin aiheuttamilta vaurioilta.

Epikatekiinin vaikutus glukoosin stimuloimaan insuliinin eritykseen INS-1-soluissa ei riipu sen antioksidanttisesta vaikutuksesta

Tämä tutkimus julkaistiin Acta Pharmacologica Sinica -lehdessä vuonna 2018. Tutkimustulokset paljastivat, että epikatekiiniyhdiste edistää glukoosin stimuloimaa insuliinin eritystä tyydyttyneillä rasvahapoilla vaurioituneissa INS-1-beetasoluissa CaMKII-reitin aktivoinnin kautta.

Stevia rebaudiana Bertonista äskettäin löydetty fenyletanoidiglykosidi vaikuttaa insuliinin eritykseen rotan INS-1-saarekkeen β-soluissa

Tässä Molecules-lehdessä (2019) julkaistussa artikkelissa esitettiin, että uusi luonnollinen yhdiste, fenyletanoidiglykosidi, vaikuttaa insuliinin eritykseen INS-1-rotan insuliinoomasoluissa ja sillä on siten potentiaalia diabeteksen hoidossa.

Loureirin B edistää insuliinin eritystä GLP-1R- ja AKT/PDX1-reittien kautta

Tämä tutkimus julkaistiin European Journal of Pharmacology -lehdessä (2022). Tutkimuksessa esitettiin, että luonnontuote Loureirin B tehostaa insuliinin eritystä INS-1-haiman saarekesolujen beeta-soluissa moduloimalla AKT/PDX1- ja GLP-1R-reittejä.

Withania coagulansin in vitro -syöpälääkevaikutukset HeLa-, MCF-7-, RD-, RG2- ja INS-1-syöpäsoluja vastaan sekä fytokemiallinen analyysi

Tässä Integrative Medicine Research -lehdessä (2018) julkaistussa artikkelissa arvioitiin Withania coagulans -uutteen syöpälääkinnällistä potentiaalia INS-1-syöpäsolujen avulla.

INS-1-solulinjan resurssit: protokollat, videot ja muuta

Tässä on joitakin INS-1-soluja käsitteleviä verkkolähteitä:

• Suspensiosolujen subkultivointi: Tämä video on kattava opas suspensiokulttuureissa kasvavien solujen subkultivointiin.
• Adherenttisolujen subkultivointi: Tämä video auttaa sinua oppimaan yleisen protokollan adherenttisolujen siirroille.

Seuraava linkki sisältää INS-1-soluviljelyprotokollan:

• INS-1-solulinja: Tämä verkkosivusto sisältää kaikki tiedot INS-1-soluviljelystä. Siihen sisältyy tietoa INS-1-soluviljely- ja pakastusväliaineista, subkultivointiprotokollista sekä kryosäilytettyjen ja proliferaatio-INS-1-viljelmien käsittelystä.

Viitteet

1. Acosta-Montalvo, A. ym., Proglukagonista johdettujen peptidien ilmentyminen ja erittyminen rotan insuliinooma-INS-1-soluissa. Front Cell Dev Biol, 2020. 8: s. 590763.
2. Park, J.E. ja J.S. Han, Portulaca oleracea L. -uute edistää insuliinin eritystä K+-ATP-kanavasta riippuvaisen reitin kautta INS-1-haiman β-soluissa. Nutrition Research and Practice, 2018. 12(3): s. 183.
3. Fang, H. ym., Loureirin B edistää insuliinin eritystä GLP-1R- ja AKT/PDX1-reittien kautta. European Journal of Pharmacology, 2022. 936: s. 175377.
4. Duan, J. ym., Swietenia macrophylla king -kasvista peräisin olevat swietenine ja swietenolide parantavat insuliinin eritystä ja lieventävät apoptoosia H₂O₂:n indusoimissa INS-1-soluissa. Environmental Toxicology, 2022. 37(11): s. 2780–2792.
5. Mo, F.-F. ym., Loganinin diabeteslääkevaikutus, joka perustuu FOXO1:n siirtymisen estämiseen tumaan PI3K/Akt-signalointireitin kautta INS-1-soluissa. Iranian Journal of Basic Medical Sciences, 2019. 22(3): s. 262.