INS-1-cellelinje

INS-1 er en godt karakterisert insulinomcellelinje fra rotte som er mye brukt i diabetesforskning. INS-1-celler utskiller insulin ved glukosestimulering; derfor brukes de til å studere glukosemetabolisme, betacellefysiologi og regulering av insulinutskillelse. Videre brukes disse cellene også til screening, testing og utvikling av potensielle behandlingsmidler mot diabetes mellitus.

Generelle egenskaper og opprinnelse til INS-1-celler

Å kjenne til en cellelinjes generelle egenskaper og opprinnelse kan være til stor hjelp for å bruke den effektivt i forskningen din. Denne delen av artikkelen gir deg informasjon om INS-1s opprinnelse og generelle egenskaper. Du vil lære: Hva er INS-1-cellelinjen fra rotteinsulinom? Hva er de generelle egenskapene til INS-1? Hva er INS-1 832/3-cellelinjen? Hva er INS-1E?

• INS-1-celler ble opprinnelig isolert fra en 666 dager gammel rotte med røntgenindusert, transplanterbart insulinom.
• INS-1-cellene er bi-hormonelle. De uttrykker samtidig insulin- og proglukagonproteiner. Disse cellene regnes som umodne, da de viser lave uttrykksnivåer av transkripsjonsfaktoren Nkx6.1 og mangler alfa-cellemarkører [1].
• Det finnes to subkloner av INS-1-celler, nemlig INS-1E og INS-1 832/3.
• INS-1E skiller seg fra stamcellelinjen INS-1 når det gjelder sekretoriske responser på glukose og innhold av insulin.
• INS-1 832/3 eller INS-1 832/13 er også en subklon av INS-1-cellelinjen. Den er en uvurderlig modell for å studere funksjonen til betaceller i bukspyttkjertelens øyer og reguleringen av insulinsekresjonen. Den skiller seg også fra de opprinnelige INS-1-cellene når det gjelder glukosestimulert insulinsekresjon (GSIS).

INS-1-cellelinje: Informasjon om dyrking

For å håndtere og vedlikeholde en cellelinje på en effektiv måte, må du kjenne til følgende informasjon om dyrking av den. Denne delen av artikkelen vil dekke alle de viktigste punktene for dyrking av INS-1-celler. Du vil lære: Hvordan dyrker man INS-1-betaceller? Hva er dyrkingsprotokollen for INS-1-celler? Hva er doblingstiden for INS-1-celler? Hva er dyrkningsmediet for INS-1-rotteinsulinomceller?

Viktige punkter for dyrking av INS-1-celler

Fordoblingstid:

Doblingstiden for INS-1-celler er omtrent 44 timer.

Adherente eller i suspensjon:

INS-1-celler vokser både i suspensjon og ved vedheft.

Subkultiveringsforhold:

INS-1-celler subkultiveres med et delingsforhold på 1:3. Kort fortalt samles celler i suspensjon opp. Adhærente celler skylles med PBS og inkuberes med Accutase-løsningen. Etter løsrivelse tilsettes cellene ferskt medium. Deretter sentrifugeres både celler i suspensjon og vedheftende celler og samles opp. Cellene resuspenderes forsiktig og fordeles i nye kolber for vekst.

Vekstmedium:

RPM1 1640 brukes til å dyrke INS-1-rotteinsulinomcellelinjen. Mediet er tilsatt 10 % varmeinaktivert føtalt bovint serum, 2,1 mM stabilt glutamin, 10 mM HEPES, 2,0 g/L NaHCO₃ og 1 mM natriumpyruvat.

Vekstbetingelser:

INS-1-celler oppbevares i en fuktet inkubator innstilt på 37 °C og med kontinuerlig tilførsel av 5 % CO₂.

Oppbevaring:

INS-1-betaceller kan oppbevares i dampfasen av flytende nitrogen eller ved temperaturer under –150 °C i en elektrisk fryser for langvarig lagring.

Fryseprosess og medium:

CM-1- eller CM-ACF-medier brukes til å fryse INS-1-celler gjennom en langsom fryseprosess. Dette tillater kun et temperaturfall på 1 °C per minutt for å beskytte cellenes levedyktighet.

Tineprosess:

Frosne INS-1-celler tines i et vannbad som er forhåndsinnstilt til 37 grader Celsius i 40 til 60 sekunder. Etter tining tilsettes cellene ferskt medium og helles direkte over i en ny kolbe for vekst. Etter 24 timer skiftes mediet ut for å fjerne komponenter fra det frosne mediet.

Biosikkerhetsnivå:

Det kreves et laboratorium med biosikkerhetsnivå 1 for å dyrke INS-1-insulinomceller fra rotte.

Fordeler og ulemper ved INS-1-cellelinjen

I likhet med andre cellelinjer har også INS-1 noen særegne egenskaper knyttet til visse fordeler og ulemper. Her har vi nevnt noen av de viktigste.

Fordeler

De viktigste fordelene ved INS-1-cellelinjen er:

• Godt karakterisert

  INS-1 er en veletablert og godt karakterisert cellelinje. Den har blitt brukt i en rekke forskningsstudier. Den opprettholder sine fenotypiske egenskaper og insulinsekresjonsevne over en lengre periode, noe som gir pålitelige og konsistente eksperimentelle resultater.

• Betacellemodell

  INS-1-celler brukes til å studere funksjonen til betacellene i bukspyttkjertelens øyer, ettersom de utskiller insulin og reagerer på svingninger i glukosenivået.

 Ulemper

Ulempene ved INS-1-celler er:

• Ikke-menneskelig opprinnelse

  INS-1-betaceller har ikke-menneskelig opprinnelse. De stammer fra insulinom hos rotter. Dette kan føre til artsspesifikke forskjeller og begrense muligheten for å overføre eksperimentelle resultater direkte til menneskelig fysiologi.

 4. Forskningsanvendelser av INS-1-insulinomceller fra rotte

INS-1-betacellene brukes i stor utstrekning i diabetesforskning. Her nevnes noen få lovende anvendelser av denne cellelinjen.

• Studier av insulinsekresjon: INS-1-celler har evnen til å utskille insulin og brukes derfor i stor utstrekning til å studere de underliggende cellulære mekanismene for insulinsekresjon. Forskere undersøker viktige faktorer som er involvert i insulinfrigjøring, inkludert glukosemetabolisme, signalveier, hormoner og farmakologiske midler. En studie fant at en K+-ATP-ionkanalavhengig signalvei regulerer insulinsekresjonen i INS-1-betaceller [2]. Dessuten har studier også vist at GLP-1R- og AKT/PDX1-signalveiene også er involvert i insulinsekresjonen i INS-1-rotteinsulinomceller [3].
• Studier av betacellefunksjon: INS-1-celler har egenskaper som ligner på betaceller i bukspyttkjertelens øyer, slik som respons på glukosemetabolisme og insulinsekresjon. Derfor brukes de til å studere betacellenes fysiologiske prosesser og funksjoner. En studie gjennomført i 2022 benyttet INS-1-celler og utviklet en modell for betacelledysfunksjon ved hjelp av H_₂O₂. Forskerne undersøkte cellenes levedyktighet, insulinsekresjon og markører for oksidativt stress i disse cellene som respons på behandling med naturlige forbindelser [4].
• Legemiddelutvikling: INS-1-cellene fra rotteinsulinom brukes i stor utstrekning til å screene og teste antidiabetiske forbindelser eller legemidler. De kan benyttes til å studere de potensielle effektene av terapeutiske midler på insulinsekresjon og andre relevante parametere. En studie viste at loganin, en komponent i en kinesisk urteformel, beskyttet den insulinutskillende funksjonen til INS-1-cellene og utøvde potensielle antidiabetiske effekter. Komponenten formidlet disse gunstige effektene ved å hemme den nukleære translokasjonen av FOXO1-genet gjennom PI3K/AKT-signalveien [5]. 

5. Forskningspublikasjoner som omhandler INS-1-betaceller

Her er noen viktige forskningspublikasjoner som omhandler INS-1-insulinomcellelinjen fra rotte.

Alfa-mangostin forbedrer insulinutskillelsen og beskytter INS-1-celler mot streptozotocin-indusert skade

Denne studien ble publisert i International Journal of Molecular Sciences i 2018. Studien antydet at et gult, krystallinsk naturlig stoff, alfa-mangostin, fremmer insulinutskillelsen i INS-1-betaceller og beskytter dem mot skader forårsaket av betacellegiftet streptozotocin.

Epikatekins forsterkning av glukosestimulert insulinsekresjon i INS-1-celler er ikke avhengig av stoffets antioksidantaktivitet

Denne forskningen ble publisert i *Acta Pharmacologica Sinica* i 2018. Studiens funn avslørte at epikatekin-forbindelsen fremmer glukosestimulert insulinsekresjon i INS-1-betaceller med nedsatt funksjon på grunn av mettede fettsyrer, via aktivering av CaMKII-signalveien.

Et nyoppdaget fenyletanoidglykosid fra Stevia rebaudiana Bertoni påvirker insulinsekresjonen i β-celler fra rotteøyer av typen INS-1

Denne artikkelen i *Molecules* (2019) foreslo at et nytt naturlig stoff, fenyletanoidglykosid, påvirker insulinutskillelsen i INS-1-insulinomceller fra rotter, og dermed har potensial som middel mot diabetes.

Loureirin B fremmer insulinutskillelsen gjennom GLP-1R- og AKT/PDX1-signalveiene

Denne forskningen ble publisert i European Journal of Pharmacology (2022). Studien antydet at Loureirin B, et naturprodukt, øker insulinutskillelsen i INS-1-betaceller i bukspyttkjertelens øyer gjennom modulering av AKT/PDX1- og GLP-1R-signalveiene.

In vitro-krefthemmende virkninger av Withania coagulans mot HeLa-, MCF-7-, RD-, RG2- og INS-1-kreftceller samt fytokjemisk analyse

Denne artikkelen i «Integrative Medicine Research» (2018) vurderte kreftbekjempende potensialet til Withania coagulans-ekstrakt ved bruk av INS-1-kreftceller.

Ressurser for INS-1-cellelinjen: Protokoller, videoer og mer

Her er noen nettressurser om INS-1-cellene:

• Subkultivering av suspensjonsceller: Denne videoen er en omfattende veiledning i subkultivering av celler som vokser i suspensjonskulturer.
• Subkultivering av vedheftende celler: Denne videoen vil hjelpe deg med å lære den generelle protokollen for passering av vedheftende celler.

Følgende lenke inneholder protokollen for INS-1-cellekultur:

• INS-1-cellelinje: Dette nettstedet inneholder all informasjon om INS-1-cellekultur. Det inkluderer informasjon om INS-1-cellekultur og frysemedier, protokoller for subkultivering samt håndtering av kryokonserverte og proliferative INS-1-kulturer.

Referanser

1. Acosta-Montalvo, A., et al., Ekspresjon og sekresjon av proglukagon-avledede peptider i INS-1-celler fra rotteinsulinom. Front Cell Dev Biol, 2020. 8: s. 590763.
2. Park, J.E. og J.S. Han, Et ekstrakt fra Portulaca oleracea L. fremmer insulinsekresjon via en K+-ATP-kanalavhengig signalvei i INS-1-β-celler i bukspyttkjertelen. Nutrition Research and Practice, 2018. 12(3): s. 183.
3. Fang, H., m.fl., Loureirin B fremmer insulinsekresjon gjennom GLP-1R- og AKT/PDX1-signalveier. European Journal of Pharmacology, 2022. 936: s. 175377.
4. Duan, J., et al., Swietenin og swietenolid fra Swietenia macrophylla king forbedrer insulinsekresjonen og demper apoptose i H₂O₂-induserte INS-1-celler. Environmental Toxicology, 2022. 37(11): s. 2780–2792.
5. Mo, F.-F., et al., Antidiabetisk effekt av loganin ved å hemme FOXO1-nukleær translokasjon via PI3K/Akt-signalveien i INS-1-celler. Iranian Journal of Basic Medical Sciences, 2019. 22(3): s. 262.