INS-1 세포주

INS-1은 당뇨병 연구에 널리 사용되는, 특성이 잘 규명된 쥐 인슐리노마 세포주입니다. INS-1 세포는 포도당 자극에 반응하여 인슐린을 분비하므로, 포도당 대사, 베타 세포 생리학 및 인슐린 분비 조절을 연구하는 데 활용됩니다. 또한, 이 세포들은 당뇨병 치료제 후보 물질의 선별, 시험 및 개발에도 활용됩니다.

INS-1 세포의 일반적 특성 및 유래

세포주의 일반적인 특징과 유래를 파악하면 연구에서 이를 효율적이고 효과적으로 활용하는 데 큰 도움이 됩니다. 이 기사 섹션에서는 INS-1의 유래와 일반적인 특성에 대해 안내해 드립니다. 다음 내용을 확인하실 수 있습니다: INS-1 쥐 인슐리노마 세포주란 무엇인가요? INS-1의 일반적인 특성은 무엇인가요? INS-1 832/3 세포주는 무엇인가요? INS-1E는 무엇인가요?

• INS-1 세포는 원래 X선으로 유발된 이식 가능한 인슐리노마를 가진 생후 666일 된 쥐에서 분리되었습니다.
• INS-1 세포는 이중 호르몬 분비 세포입니다. 이 세포는 인슐린과 프로글루카곤 단백질을 동시에 발현합니다. 이 세포들은 Nkx6.1 전사 인자의 발현 수준이 낮고 알파 세포 표지자가 결여되어 있어 미성숙한 것으로 간주됩니다 [1].
• INS-1 세포에는 INS-1E와 INS-1 832/3이라는 두 가지 서브클론이 있습니다.
• INS-1E는 포도당에 대한 분비 반응과 인슐린 함량 측면에서 모세포주인 INS-1과 차이가 있다.
• INS-1 832/3 또는 INS-1 832/13 역시 INS-1 세포주의 하위 클론입니다. 이 세포는 췌장 섬 베타 세포의 기능과 인슐린 분비 조절을 연구하는 데 매우 귀중한 모델입니다. 또한 포도당에 의해 자극된 인슐린 분비(GSIS) 측면에서도 모세포주인 INS-1 세포와 차이가 있습니다.

INS-1 세포주: 배양 정보

세포주를 효율적으로 취급하고 유지 관리하려면 해당 세포주에 대한 다음 배양 정보를 숙지해야 합니다. 이 글의 이 섹션에서는 INS-1 세포 배양에 관한 모든 핵심 사항을 다룰 것입니다. 다음 내용을 배우게 됩니다: INS-1 베타 세포는 어떻게 배양하나요? INS-1 세포 배양 프로토콜은 무엇인가요? INS-1 세포의 배양 배수 시간은 얼마인가요? INS-1 쥐 인슐리노마 세포 배양 배지는 무엇인가요?

INS-1 세포 배양의 핵심 사항

배가 시간:

INS-1 세포의 개체수 배가 시간은 약 44시간입니다.

부착 배양 또는 현탁 배양:

INS-1 세포는 현탁 배양과 부착 배양 모두에서 증식합니다.

분화 배양 비율:

INS-1 세포는 1:3의 분할 비율로 재배양됩니다. 간단히 설명하면, 현탁 세포를 회수합니다. 부착 세포는 PBS로 세척한 후 Accutase 용액과 함께 배양합니다. 세포가 분리된 후 신선한 배지를 첨가합니다. 그 후, 현탁 세포와 부착 세포 모두를 원심분리하여 회수합니다. 세포를 조심스럽게 재현탁시킨 후, 새로운 플라스크에 분주하여 배양합니다.

배양 배지:

INS-1 쥐 인슐리노마 세포주를 배양하는 데 RPM1 1640을 사용합니다. 배지에는 10% 열불활성화된 소 태아 혈청, 2.1 mM 안정형 글루타민, 10 mM HEPES, 2.0 g/L NaHCO₃ 및 1 mM 피루브산 나트륨이 첨가됩니다.

배양 조건:

INS-1 세포는 37°C로 설정된 가습 인큐베이터 내에서 지속적으로 5% CO₂가 공급되는 조건에서 배양됩니다.

보관:

INS-1 베타 세포는 액체 질소의 기상 상태에서 또는 전기 냉동고 내 -150°C 이하의 온도에서 장기간 보관할 수 있습니다.

동결 과정 및 배지:

CM-1 또는 CM-ACF 배지를 사용하여 서서히 냉동하는 과정을 통해 INS-1 세포를 동결합니다. 이 과정에서는 세포 생존력을 보호하기 위해 분당 온도가 1°C만 떨어지도록 합니다.

해동 과정:

동결된 INS-1 세포는 37°C로 미리 설정된 수조에서 40~60초 동안 해동합니다. 해동 후, 세포에 신선한 배지를 첨가하고 바로 새로운 플라스크에 옮겨 배양합니다. 24시간 후, 동결 배지의 성분을 제거하기 위해 배지를 교체합니다.

생물안전 등급:

INS-1 쥐 인슐린종 세포를 배양하려면 생물안전 등급 1 실험실이 필요합니다.

INS-1 세포주의 장점과 단점

다른 세포주와 마찬가지로, INS-1 역시 몇 가지 뚜렷한 특징을 가지고 있으며, 이에 따른 장단점이 있습니다. 여기서는 그중 몇 가지 중요한 특징을 소개합니다.

장점

INS-1 세포주의 주요 장점은 다음과 같습니다:

• 특성이 잘 규명됨

  INS-1은 잘 확립되고 특성이 명확히 규명된 세포주입니다. 수많은 연구에 사용되어 왔습니다. 이 세포주는 장기간에 걸쳐 표현형적 특성과 인슐린 분비 능력을 유지하므로, 신뢰할 수 있고 일관된 실험 결과를 제공합니다.

• 베타 세포 모델

  INS-1 세포는 인슐린을 분비하고 혈당 수치의 변동에 반응하기 때문에 췌장 섬 베타 세포의 기능을 연구하는 데 사용됩니다.

 단점

INS-1 세포의 단점은 다음과 같습니다:

• 비인간 유래

  INS-1 베타 세포는 비인간 유래입니다. 이 세포들은 쥐 인슐리노마에서 유래되었습니다. 이로 인해 종 특이적 차이가 발생할 수 있으며, 실험 결과를 인간의 생리학에 직접 적용하는 데 한계가 있을 수 있습니다.

 4. INS-1 쥐 인슐리노마 세포의 연구적 응용

INS-1 베타 세포는 당뇨병 연구에 광범위하게 사용됩니다. 이 세포주의 몇 가지 유망한 응용 분야를 다음과 같이 소개합니다.

• 인슐린 분비 연구: INS-1 세포는 인슐린 분비 능력을 갖추고 있어 인슐린 분비의 근본적인 세포 기전을 연구하는 데 광범위하게 활용됩니다. 연구자들은 포도당 대사, 신호 전달 경로, 호르몬, 약리학적 제제 등을 포함하여 인슐린 분비에 관여하는 필수 요인들을 조사합니다. 한 연구에 따르면, K+ ATP 이온 채널 의존적 경로가 INS-1 베타 세포의 인슐린 분비를 조절하는 것으로 밝혀졌다 [2]. 또한, 여러 연구를 통해 GLP-1R 및 AKT/PDX1 경로도 INS-1 쥐 인슐리노마 세포의 인슐린 분비에 관여한다는 사실이 밝혀졌다 [3].
• 베타 세포 기능 연구: INS-1 세포는 포도당 대사에 대한 반응성 및 인슐린 분비와 같은 췌장 섬 베타 세포와 유사한 특성을 가지고 있습니다. 따라서 이 세포들은 베타 세포의 생리적 과정과 기능을 연구하는 데 사용됩니다. 2022년에 수행된 한 연구에서는 INS-1 세포를 활용하여 H_₂O_₂를 통해 베타 세포 기능 장애 모델을 개발했습니다. 연구진은 천연 화합물 처리에 대한 반응으로 이 세포들의 세포 생존율, 인슐린 분비 및 산화 스트레스 관련 마커를 조사했습니다 [4].
• 신약 발굴 및 개발: 쥐 인슐리노마 세포인 INS-1은 항당뇨 화합물이나 약물을 선별하고 시험하는 데 널리 사용됩니다. 이 세포를 활용하여 치료제가 인슐린 분비 및 기타 관련 매개변수에 미치는 잠재적 효과를 연구할 수 있습니다. 한 연구에 따르면, 한방 처방의 성분인 로가닌(loganin)이 INS-1 세포의 인슐린 분비 기능을 보호하고 잠재적인 항당뇨 효과를 발휘하는 것으로 밝혀졌다. 이 성분은 PI3K/AKT 경로를 통해 FOXO1 유전자의 핵 내 이동을 억제함으로써 이러한 유익한 효과를 매개했다 [5]. 

5. INS-1 베타 세포를 다룬 연구 논문

다음은 INS-1 쥐 인슐린종 세포주를 다룬 주요 연구 논문들입니다.

알파-망고스틴은 인슐린 분비를 촉진하고 스트렙토조토신으로 인한 손상으로부터 INS-1 세포를 보호한다

이 연구는 2018년 『International Journal of Molecular Sciences』에 게재되었습니다. 이 연구는 노란색 결정성 천연 화합물인 알파-망고스틴이 INS-1 베타 세포에서 인슐린 분비를 촉진하고, 베타 세포 독소인 스트렙토조토신에 의해 유발된 손상으로부터 세포를 보호한다고 제안했습니다.

INS-1 세포에서 에피카테킨이 포도당 자극성 인슐린 분비를 증강시키는 효과는 항산화 활성에 의존하지 않는다

이 연구는 2018년 『Acta Pharmacologica Sinica』에 게재되었다. 연구 결과에 따르면, 에피카테킨 화합물은 CaMKII 경로의 활성화를 통해 포화 지방산으로 기능이 저하된 INS-1 베타 세포에서 포도당 자극성 인슐린 분비를 촉진하는 것으로 나타났다.

스테비아 레바우디아나 베르토니(Stevia rebaudiana Bertoni)에서 새로 발견된 페닐에타노이드 배당체가 쥐 INS-1 췌도 β 세포의 인슐린 분비에 미치는 영향

『Molecules』(2019)에 게재된 이 논문은 새로운 천연 화합물인 페닐에타노이드 배당체가 쥐 INS-1 인슐린종 세포의 인슐린 분비에 영향을 미치며, 따라서 항당뇨병 잠재력을 가지고 있다고 제안했다.

루레이린 B는 GLP-1R 및 AKT/PDX1 경로를 통해 인슐린 분비를 촉진한다

이 연구는 『European Journal of Pharmacology』(2022)에 게재되었다. 이 연구는 천연물인 루레이린 B가 AKT/PDX1 및 GLP-1R 경로의 조절을 통해 INS-1 췌장 섬 β 세포의 인슐린 분비를 증진시킨다고 제안했다.

HeLa, MCF-7, RD, RG2 및 INS-1 암세포에 대한 위타니아 코아굴란스(Withania coagulans)의 체외 항암 활성 및 식물 화학 성분 분석

이 『통합의학 연구(Integrative Medicine Research)』(2018) 논문은 INS-1 암세포를 이용하여 위타니아 코아굴란스(Withania coagulans) 추출물의 항암 잠재력을 평가했다.

INS-1 세포주 관련 자료: 실험 프로토콜, 동영상 등

INS-1 세포와 관련된 온라인 자료는 다음과 같습니다:

• 부유 세포의 재배양: 이 동영상은 부유 배양에서 증식하는 세포를 재배양하는 방법에 대한 포괄적인 안내입니다.
• 부착 세포의 재배양: 이 동영상은 부착 세포를 재배양하는 일반적인 프로토콜을 익히는 데 도움이 됩니다.

다음 링크에는 INS-1 세포 배양 프로토콜이 포함되어 있습니다:

• INS-1 세포주: 이 웹사이트에는 INS-1 세포 배양에 관한 모든 정보가 수록되어 있습니다. 여기에는 INS-1 세포 배양 및 동결 배지 정보, 재배양 프로토콜, 그리고 냉동 보존된 INS-1 배양물 및 증식 중인 INS-1 배양물의 취급 방법이 포함되어 있습니다.

참고 문헌

1. Acosta-Montalvo, A. 외, “쥐 인슐린종 INS-1 세포에서 프로글루카곤 유래 펩타이드의 발현 및 분비.” Front Cell Dev Biol, 2020. 8: p. 590763.
2. Park, J.E. 및 J.S. Han, Portulaca oleracea L. 추출물이 INS-1 췌장 β-세포에서 K+ ATP 채널 의존적 경로를 통해 인슐린 분비를 촉진한다. Nutrition Research and Practice, 2018. 12(3): p. 183.
3. Fang, H. 외, Loureirin B는 GLP-1R 및 AKT/PDX1 경로를 통해 인슐린 분비를 촉진한다. European Journal of Pharmacology, 2022. 936: p. 175377.
4. Duan, J. 외, Swietenia macrophylla king에서 추출한 스위테닌과 스위테놀라이드는 H₂O₂에 의해 유도된 INS-1 세포에서 인슐린 분비를 개선하고 세포 사멸을 완화한다. Environmental Toxicology, 2022. 37(11): p. 2780-2792.
5. Mo, F.-F. 외, INS-1 세포에서 PI3K/Akt 신호 전달 경로를 통해 FOXO1의 핵 전좌를 억제함으로써 로가닌이 나타내는 항당뇨 효과. 이란 기초 의학 저널, 2019. 22(3): p. 262.