Linia komórkowa INS-1

INS-1 to dobrze scharakteryzowana linia komórkowa insulinoma szczura, szeroko stosowana w badaniach nad cukrzycą. Komórki INS-1 wydzielają insulinę pod wpływem stymulacji glukozą; dlatego są wykorzystywane do badania metabolizmu glukozy, fizjologii komórek beta oraz regulacji wydzielania insuliny. Ponadto komórki te są również wykorzystywane w badaniach przesiewowych, testowaniu i opracowywaniu potencjalnych środków terapeutycznych przeciwko cukrzycy.

Ogólna charakterystyka i pochodzenie komórek INS-1

Znajomość ogólnych cech i pochodzenia linii komórkowej może znacznie pomóc w jej wydajnym i skutecznym wykorzystaniu w badaniach. W tej sekcji artykułu przedstawiono informacje na temat pochodzenia i ogólnych cech linii INS-1. Dowiesz się: Czym jest szczurza linia komórkowa INS-1 pochodząca z insulinoma? Jakie są ogólne cechy charakterystyczne linii INS-1? Czym jest linia komórkowa INS-1 832/3? Czym jest INS-1E?

• Komórki INS-1 zostały pierwotnie wyizolowane od 666-dniowego szczura z indukowanym promieniowaniem rentgenowskim, nadającym się do przeszczepu insulinoma.
• Komórki INS-1 są dwuhormonalne. Jednocześnie wyrażają białka insuliny i proglukagonu. Komórki te uważa się za niedojrzałe, ponieważ wykazują niski poziom ekspresji czynnika transkrypcyjnego Nkx6.1 i nie posiadają markerów komórek alfa [1].
• Istnieją dwa subklony komórek INS-1, tj. INS-1E i INS-1 832/3.
• INS-1E różni się od macierzystej linii komórkowej INS-1 pod względem reakcji wydzielniczych na glukozę oraz zawartości insuliny.
• INS-1 832/3 lub INS-1 832/13 jest również subklonem linii komórkowej INS-1. Stanowi on nieoceniony model do badania funkcji komórek beta wysp trzustkowych oraz regulacji wydzielania insuliny. Różni się on również od macierzystych komórek INS-1 pod względem wydzielania insuliny stymulowanego glukozą (GSIS).

Linia komórkowa INS-1: Informacje dotyczące hodowli

Aby efektywnie obsługiwać i utrzymywać linię komórkową, należy zapoznać się z poniższymi informacjami dotyczącymi jej hodowli. W tej części artykułu omówiono wszystkie kluczowe kwestie związane z hodowlą komórek INS-1. Dowiesz się: Jak hodować komórki beta INS-1? Jaki jest protokół hodowli komórek INS-1? Jaki jest czas podwojenia komórek INS-1? Jakie jest podłoże hodowlane dla komórek insulinoma szczura INS-1?

Kluczowe kwestie dotyczące hodowli komórek INS-1

Czas podwojenia:

Czas podwojenia populacji komórek INS-1 wynosi około 44 godzin.

Hodowla przylegająca czy w zawiesinie:

Komórki INS-1 rosną zarówno w zawiesinie, jak i w postaci przylegającej.

Współczynnik poddziału:

Komórki INS-1 są subkultywowane przy współczynniku podziału 1:3. Krótko mówiąc, komórki w zawiesinie są zbierane. Komórki przylegające są płukane roztworem PBS i inkubowane z roztworem Accutase. Po odłączeniu komórek dodaje się świeżą pożywkę. Następnie zarówno komórki w zawiesinie, jak i przylegające są odwirowywane i zbierane. Komórki są ostrożnie ponownie zawieszane i umieszczane w nowych kolbach w celu dalszego wzrostu.

Pożywka hodowlana:

Do hodowli linii komórkowej insulinoma szczura INS-1 stosuje się pożywkę RPM1 1640. Pożywkę uzupełnia się 10% inaktywowaną termicznie surowicą płodową bydlęcą, 2,1 mM stabilną glutaminą, 10 mM HEPES, 2,0 g/l NaHCO₃ oraz 1 mM pirogronianem sodu.

Warunki hodowli:

Komórki INS-1 są hodowane w nawilżanym inkubatorze ustawionym na temperaturę 37°C z ciągłym dopływem 5% CO₂.

Przechowywanie:

Komórki beta INS-1 można przechowywać w fazie gazowej ciekłego azotu lub w temperaturze poniżej -150°C w zamrażarce elektrycznej w celu długotrwałego przechowywania.

Proces zamrażania i pożywka:

Do zamrażania komórek INS-1 metodą powolnego zamrażania stosuje się pożywki CM-1 lub CM-ACF. Proces ten pozwala na spadek temperatury o zaledwie 1°C na minutę, co zapewnia ochronę żywotności komórek.

Proces rozmrażania:

Zamrożone komórki INS-1 rozmraża się w łaźni wodnej ustawionej na temperaturę 37 stopni Celsjusza przez 40 do 60 sekund. Po rozmrożeniu do komórek dodaje się świeżą pożywkę i bezpośrednio przelewa je do nowej kolby w celu hodowli. Po 24 godzinach pożywkę wymienia się, aby usunąć składniki pożywki zamrożonej.

Poziom bezpieczeństwa biologicznego:

Do hodowli komórek insulinoma szczura INS-1 wymagane jest laboratorium o poziomie bezpieczeństwa biologicznego 1.

Zalety i wady linii komórkowej INS-1

Podobnie jak inne linie komórkowe, INS-1 również posiada pewne charakterystyczne cechy, z którymi wiążą się określone zalety i wady. Poniżej wymieniliśmy kilka istotnych z nich.

Zalety

Główne zalety linii komórkowej INS-1 to:

• Dobrze scharakteryzowana

  INS-1 to ugruntowana i dobrze scharakteryzowana linia komórkowa. Wykorzystywana jest w licznych badaniach naukowych. Zachowuje swoje cechy fenotypowe oraz zdolność do wydzielania insuliny przez dłuższy czas, zapewniając w ten sposób wiarygodne i spójne wyniki eksperymentalne.

• Model komórek beta

  Komórki INS-1 są wykorzystywane do badania funkcji komórek beta wysp trzustkowych, ponieważ wydzielają insulinę i reagują na wahania poziomu glukozy.

 Wady

Wady komórek INS-1 to:

• Pochodzenie inne niż ludzkie

  Komórki beta INS-1 mają pochodzenie inne niż ludzkie. Zostały one pozyskane z insulinoma szczura. Może to powodować różnice specyficzne dla gatunku i ograniczać bezpośrednie przełożenie wyników eksperymentalnych na fizjologię człowieka.

 4. Zastosowania badawcze komórek insulinoma szczura INS-1

Komórki beta INS-1 są szeroko stosowane w badaniach nad cukrzycą. Poniżej wymieniono kilka obiecujących zastosowań tej linii komórkowej.

• Badania nad wydzielaniem insuliny: Komórki INS-1 posiadają zdolność do wydzielania insuliny, dlatego są szeroko wykorzystywane do badania podstawowych mechanizmów komórkowych leżących u podstaw wydzielania insuliny. Naukowcy badają kluczowe czynniki zaangażowane w uwalnianie insuliny, w tym metabolizm glukozy, szlaki sygnałowe, hormony oraz środki farmakologiczne. W jednym z badań stwierdzono, że szlak zależny od kanału jonowego K + ATP reguluje wydzielanie insuliny w komórkach beta INS-1 [2]. Ponadto badania wykazały również, że w wydzielaniu insuliny w komórkach insulinoma szczura INS-1 biorą udział szlaki GLP-1R oraz AKT/PDX1 [3].
• Badania funkcji komórek beta: Komórki INS-1 wykazują cechy charakterystyczne dla komórek beta wysepek trzustkowych, takie jak reaktywność na metabolizm glukozy i wydzielanie insuliny. Dlatego są one wykorzystywane do badania procesów fizjologicznych i funkcji komórek beta. W badaniu przeprowadzonym w 2022 r. wykorzystano komórki INS-1 i opracowano model dysfunkcji komórek beta za pomocą H_₂O_₂. Zbadano żywotność komórek, wydzielanie insuliny oraz markery związane ze stresem oksydacyjnym w tych komórkach w odpowiedzi na leczenie związkami naturalnymi [4].
• Odkrywanie i opracowywanie leków: Komórki insulinoma szczura INS-1 są szeroko stosowane do przesiewania i testowania związków lub leków przeciwcukrzycowych. Można je wykorzystać do badania potencjalnego wpływu środków terapeutycznych na wydzielanie insuliny i inne istotne parametry. W jednym z badań stwierdzono, że loganin, składnik chińskiej mieszanki ziołowej, chronił funkcję wydzielania insuliny przez komórki INS-1 i wykazywał potencjalne działanie przeciwcukrzycowe. Składnik ten wywoływał te korzystne efekty poprzez hamowanie translokacji jądrowej genu FOXO1 za pośrednictwem szlaku PI3K/AKT [5]. 

5. Publikacje naukowe dotyczące komórek beta INS-1

Oto kilka istotnych publikacji naukowych dotyczących szczurzej linii komórkowej insulinoma INS-1.

Alfa-mangostyna poprawia wydzielanie insuliny i chroni komórki INS-1 przed uszkodzeniami wywołanymi streptozotocyną

Badanie to zostało opublikowane w czasopiśmie „International Journal of Molecular Sciences” w 2018 roku. W badaniu tym wysunięto hipotezę, że żółty, krystaliczny związek naturalny, alfa-mangostyna, wspomaga wydzielanie insuliny w komórkach beta INS-1 i chroni je przed uszkodzeniami wywołanymi przez streptozotocynę – toksynę działającą na komórki beta.

Wzmocnienie przez epikatechinę wydzielania insuliny stymulowanego glukozą w komórkach INS-1 nie zależy od jej działania przeciwutleniającego

Badanie to zostało opublikowane w czasopiśmie „Acta Pharmacologica Sinica” w 2018 roku. Wyniki badania wykazały, że epikatechina stymuluje wydzielanie insuliny wywołane glukozą w komórkach beta INS-1, których funkcjonowanie jest upośledzone przez nasycone kwasy tłuszczowe, poprzez aktywację szlaku CaMKII.

Nowo odkryty glikozyd fenyloetanoidowy z Stevia rebaudiana Bertoni wpływa na wydzielanie insuliny w komórkach β wysepek trzustkowych szczura INS-1

W artykule opublikowanym w czasopiśmie „Molecules” (2019) wysunięto hipotezę, że nowy związek naturalny – glikozyd fenyloetanoidowy – wpływa na wydzielanie insuliny w komórkach insulinoma INS-1 szczura, a tym samym wykazuje potencjał przeciwcukrzycowy.

Loureirin B wspomaga wydzielanie insuliny poprzez szlaki GLP-1R i AKT/PDX1

Badania te zostały opublikowane w czasopiśmie „European Journal of Pharmacology” (2022). W badaniu wysunięto hipotezę, że Loureirin B, produkt naturalny, zwiększa wydzielanie insuliny w komórkach beta wysp trzustkowych INS-1 poprzez modulację szlaków AKT/PDX1 i GLP-1R.

Działanie przeciwnowotworowe Withania coagulans in vitro wobec komórek nowotworowych HeLa, MCF-7, RD, RG2 i INS-1 oraz analiza fitochemiczna

W artykule opublikowanym w czasopiśmie „Integrative Medicine Research” (2018) oceniono potencjał przeciwnowotworowy ekstraktu z Withania coagulans z wykorzystaniem komórek nowotworowych INS-1.

Materiały dotyczące linii komórkowej INS-1: protokoły, filmy i inne zasoby

Oto kilka zasobów internetowych dotyczących komórek INS-1:

• Subkulturowanie komórek w zawiesinie: Ten film stanowi kompleksowy przewodnik po subkulturowaniu komórek hodowanych w hodowlach zawiesinowych.
• Subkulturowanie komórek adhezyjnych: ten film pomoże Ci zapoznać się z ogólnym protokołem pasażowania komórek adhezyjnych.

Poniższy link zawiera protokół hodowli komórek INS-1:

• Linia komórkowa INS-1: Ta strona internetowa zawiera wszystkie informacje dotyczące hodowli komórek INS-1. Znajdują się na niej informacje o pożywkach do hodowli i zamrażania komórek INS-1, protokoły dotyczące subkultury oraz postępowania z kriokonserwowanymi i proliferacyjnymi hodowlami INS-1.

Bibliografia

1. Acosta-Montalvo, A. i in., Ekspresja i wydzielanie peptydów pochodnych proglukagonu w komórkach INS-1 insulinoma szczura. Front Cell Dev Biol, 2020. 8: s. 590763.
2. Park, J.E. i J.S. Han, Ekstrakt z Portulaca oleracea L. stymuluje wydzielanie insuliny poprzez szlak zależny od kanału K+ ATP w komórkach β trzustki INS-1. Nutrition Research and Practice, 2018. 12(3): s. 183.
3. Fang, H. i in., Loureirin B stymuluje wydzielanie insuliny poprzez szlaki GLP-1R i AKT/PDX1. European Journal of Pharmacology, 2022. 936: s. 175377.
4. Duan, J. i in., Swietenina i swietenolid z Swietenia macrophylla King poprawiają wydzielanie insuliny i łagodzą apoptozę w komórkach INS-1 indukowaną H₂O₂. Environmental Toxicology, 2022. 37(11): s. 2780–2792.
5. Mo, F.-F. i in., Działanie przeciwcukrzycowe loganiny poprzez hamowanie translokacji jądrowej FOXO1 za pośrednictwem szlaku sygnałowego PI3K/Akt w komórkach INS-1. Iranian Journal of Basic Medical Sciences, 2019. 22(3): s. 262.