INS-1細胞株
INS-1は、糖尿病研究に広く用いられている、よく特徴づけられたラットのインスリノーマ細胞株である。INS-1細胞はグルコース刺激によりインスリンを分泌することから、グルコース代謝、β細胞生理、インスリン分泌調節の研究に用いられている。さらに、これらの細胞は糖尿病に対する潜在的治療薬のスクリーニング、試験、開発にも利用されている。
この記事では、INS-1ベータ細胞を研究に用いる前に知っておくべき、INS-1ベータ細胞に関する必要な情報を提供する。主な内容は以下の通りである：
- INS-1細胞の一般的特徴と起源
- INS-1細胞株培養に関する情報
- INS-1細胞株の利点と欠点
- INS-1ラットインスリノーマ細胞の研究応用
- INS-1ベータ細胞を特集した研究論文
- INS-1細胞株のリソース：プロトコール、ビデオ、その他
1.INS-1細胞の一般的特徴と由来
細胞株の一般的な特徴や由来を知ることは、研究において効率的かつ効果的に使用する上で大いに役立ちます。このセクションでは、INS-1の起源と一般的特徴についてお知らせします。きっと知っていただけるでしょう：INS-1ラットインスリノーマ細胞株とは？INS-1の一般的特徴は？INS-1 832/3細胞株とは何ですか？INS-1Eとは何ですか？
- INS-1細胞は元々、X線誘発移植可能インスリノーマの666日齢のラットより単離された。
- INS-1細胞はバイホルモン性です。インスリンとプログルカゴンタンパク質を同時に発現しています。これらの細胞はNkx6.1転写因子の発現レベルが低く、α細胞マーカーを持たないことから、未成熟な細胞と考えられている[1]。
- INS-1細胞には2つのサブクローン、すなわちINS-1EとINS-1 832/3がある。
- INS-1Eは親細胞株INS-1とはグルコースとインスリン含量に対する秘書反応に関して異なっている。
- INS-1 832/3またはINS-1 832/13もINS-1細胞株のサブクローンである。膵島β細胞の機能とインスリン分泌調節を研究するための貴重なモデルである。また、グルコース刺激インスリン分泌（GSIS）に関しても親INS-1細胞とは異なる。
2.INS-1細胞株培養情報
細胞株を効率的に扱い、維持するためには、以下のような 培養情報を知っておく必要がある。このセクションでは、INS-1細胞を培養するための重要なポイントを全て網羅します：どのようにINS-1ベータ細胞を培養するか？INS-1細胞培養プロトコールとは？INS-1細胞の倍加時間は？INS-1ラットインスリノーマ細胞培地とは？
INS-1細胞培養のポイント
|
倍加時間： |
INS-1細胞の倍加時間は約44時間です。 |
|
接着または懸濁： |
INS-1細胞は、懸濁状態でも接着状態でも増殖する。 |
|
部分培養の割合 |
INS-1細胞は、1:3の分割比でサブ培養される。簡単に言うと、浮遊細胞を回収する。接着細胞をPBSで洗浄し、アキュターゼ溶液とインキュベートする。細胞を剥離した後、新鮮な培地を加える。その後、浮遊細胞と接着細胞の両方を遠心分離して回収する。細胞を注意深く再懸濁し、増殖用の新しいフラスコに分注する。 |
|
増殖培地： |
INS-1rat インスリノーマ細胞株の培養にはRPM1 1640を使用する。培地は10％熱不活性化ウシ胎児血清、2.1mM安定グルタミン、10mM HEPES、2.0g/L NaHCO3、1mMピルビン酸ナトリウムを添加する。 |
|
増殖条件： |
INS-1細胞は、37℃の加湿インキュベーター内で、5％CO2を供給しながら培養する。 |
|
保存： |
INS-1ベータ細胞は、液体窒素の気相中、または-150℃以下の電気フリーザーで長期保存が可能である。 |
|
凍結プロセスと培地 |
CM-1またはCM-ACF培地を用いて、INS-1細胞をゆっくりと凍結させる。細胞の生存率を守るため、1分間に1℃しか温度が下がらない。 |
|
解凍プロセス： |
凍結したINS-1細胞を、37℃に設定したウォーターバスで40～60秒間解凍する。解凍後、細胞に新しい培地を加え、直接新しいフラスコに流し込んで増殖させる。24時間後に培地を交換し、凍結培地成分を除去する。 |
|
バイオセーフティーレベル |
INS-1ラットインスリノーマ細胞の培養には、バイオセーフティーレベル1の実験室が必要である。 |
3.INS-1細胞株の長所と短所
他の細胞株と同様に、INS-1もまた、ある長所と短所に関連するいくつかの際立った特徴を持っている。ここでは、重要なものをいくつか挙げる。
長所
INS-1細胞株の主な長所は以下の通りである：
-
よく特性化されている
INS-1はよく確立され、よく特性化された細胞株である。数多くの研究において使用されてきた。表現型の特徴とインスリン分泌能が長期間維持されるため、信頼性が高く一貫した実験結果が得られる。
-
ベータ細胞モデル
INS-1細胞は、インスリンを分泌し、グルコースレベルの変動に反応する膵島β細胞の機能を研究するために使用される。
欠点
INS-1細胞の欠点は以下の通りである：
-
非ヒト由来
INS-1β細胞は非ヒト由来である。それらはラットのインスリノーマに由来する。このことは、種特異的な差異を引き起こし、実験結果をヒトの生理学に直接翻訳することを制限するかもしれない。
4.INS-1ラットインスリノーマ細胞の研究応用
INS-1β細胞は糖尿病研究に広く用いられている。この細胞株の有望な応用例をいくつかここに挙げる。
- インスリン分泌研究： INS-1細胞はインスリン分泌能を有するので、インスリン分泌の基礎となる細胞メカニズムを研究するために広く用いられている。研究者は、グルコース代謝、シグナル伝達経路、ホルモン、薬理学的薬剤など、インスリン分泌に関与する必須因子を研究している。ある研究では、K + ATPイオンチャネル依存性の経路が、INS-1β細胞におけるインスリン分泌を制御していることがわかった[2]。さらに、GLP-1RとAKT/PDX1経路もINS-1ラットインスリノーマ細胞におけるインスリン分泌に関与していることが明らかにされている[3]。
- β細胞機能研究： INS-1細胞は、グルコース代謝やインスリン分泌に対する応答性など、膵島β細胞様の特徴を有している。そのため、β細胞の生理学的プロセスや機能の研究に利用されている。2022年に実施された研究では、INS-1細胞を利用し、H2O2を介したβ細胞機能不全モデルを開発した。彼らは、天然化合物処理に対するこれらの細胞の細胞生存率、インスリン分泌、酸化ストレス関連マーカーを研究した[4]。
- 創薬と薬剤開発 ラットインスリノーマ細胞INS-1は、抗糖尿病化合物や薬剤のスクリーニングや試験に広く用いられている。この細胞は、インスリン分泌や他の関連パラメー タに対する治療薬の潜在的な効果を研究するために使用される。ある研究で、漢方処方の成分であるロガニンが、INS-1細胞のインスリン分泌機能を保護し、潜在的な抗糖尿病効果を発揮することが見出された。この成分は、PI3K/ACT経路を通じてFOXO1遺伝子の核内転座を阻害することにより、これらの有益な効果を媒介した[5]。
5.INS-1ベータ細胞を取り上げた研究発表
INS-1ラットインスリノーマ細胞株を取り上げたいくつかの重要な研究発表です。
α-マンゴスチンはインスリン分泌を改善し、INS-1細胞をストレプトゾトシン誘発ダメージから保護する
この研究は2018年にInternation Journal of Molecular Sciencesに掲載された。この研究では、黄色の結晶性天然化合物であるアルファマンゴスチンが、INS-1β細胞のインスリン分泌を促進し、β細胞毒素ストレプトゾトシンによって誘発される損傷から保護することが提唱された。
INS-1細胞におけるグルコース刺激インスリン分泌のエピカテキン増強作用は、その抗酸化活性に依存しない。
この研究は、2018年にacta pharmacologica sinica誌に掲載された。この研究結果は、エピカテキン化合物がCaMKII経路活性化を介して飽和脂肪酸障害INS-1β細胞のグルコース刺激インスリン分泌を促進することを明らかにした。
ステビア・レバウディアナ・ベルトニから新たに発見されたフェニルエタノイド配糖体がラットINS-1膵島β細胞のインスリン分泌に影響を及ぼす
Molecules誌（2019年）のこの論文は、新規天然化合物フェニルエタノイド配糖体が、INS-1ラットインスリノーマ細胞のインスリン分泌に影響を与え、したがって抗糖尿病の可能性があることを提案した。
Loureirin BはGLP-1RおよびAKT/PDX1経路を介してインスリン分泌を促進する
この研究は、European Journal of Pharmacology（2022年）に掲載された。この研究では、天然物であるLoureirin Bが、AKT/PDX1およびGLP-1R経路の調節を介して、INS-1膵島β細胞のインスリン分泌を促進することが提唱された。
HeLa、MCF-7、RD、RG2、およびINS-1がん細胞に対するWithania coagulansのin vitro抗がん活性と植物化学分析
このIntegrative Medicine Research（2018年）の論文では、INS-1がん細胞を用いて、Withania coagulans エキスの抗がん作用が評価されました。
6.INS-1細胞株のリソース：プロトコル、ビデオ、その他
INS-1細胞に関するオンラインリソースをいくつかご紹介します：
- 懸濁細胞のサブカルチャーこのビデオは、懸濁培養で増殖している細胞をサブカルチャーするための包括的なガイドです。
- 接着細胞のサブカルチャー： このビデオでは、接着細胞を継代培養するための一般的なプロトコルを学ぶことができます。
以下のリンクにINS-1細胞培養プロトコールが含まれています：
- INS-1細胞株： このウェブサイトにはINS-1細胞培養に関する全ての情報が掲載されている。INS-1細胞培養と凍結培地に関する情報、サブカルチャーに関するプロトコール、凍結保存および増殖したINS-1培養物の取り扱いが含まれる。
参考文献
- Acosta-Montalvo、A.ら、ラットインスリノーマINS-1細胞におけるプログルカゴン由来ペプチドの発現と分泌。Front Cell Dev Biol, 2020.8: p. 590763.
- Park, J.E. and J.S. Han,A Portulaca oleracea L. extract promotes insulin secretion via a K+ ATP channel dependent pathway in INS-1 pancreatic β-cells.Nutrition Research and Practice, 2018.12(3): p. 183.
- Fang, H., et al.,Loureirin Bは、GLP-1RおよびAKT/PDX1経路を介してインスリン分泌を促進する。European Journal of Pharmacology, 2022.936: p. 175377.
- (1)インスリン分泌を促進し、H2O2誘導INS-1細胞のアポトーシスを抑制する。Environmental Toxicology, 2022.37(11): p. 2780-2792.
- 茂、F.-F.、ら、INS-1細胞におけるPI3K/Aktシグナル経路を介したFOXO1核転位阻害によるロガニンの抗糖尿病効果。Iranian Journal of Basic Medical Sciences, 2019.22(3): p. 262.