INS-1-cellinjen

INS-1 är en välkarakteriserad cellinje från råttinsulinom som används i stor utsträckning inom diabetesforskningen. INS-1-celler utsöndrar insulin vid glukosstimulering och används därför för att studera glukosmetabolism, betacellfysiologi och reglering av insulinutsöndringen. Dessutom används dessa celler även vid screening, testning och utveckling av potentiella läkemedel mot diabetes mellitus.

Allmänna egenskaper och ursprung för INS-1-celler

Att känna till en cellinjes allmänna egenskaper och ursprung kan vara till stor hjälp för att använda den effektivt i din forskning. I detta avsnitt av artikeln får du information om INS-1:s ursprung och allmänna egenskaper. Du kommer att få veta: Vad är INS-1-cellinjen från råttinsulinom? Vilka är de allmänna egenskaperna hos INS-1? Vad är cellinjen INS-1 832/3? Vad är INS-1E?

• INS-1-celler isolerades ursprungligen från en 666 dagar gammal råtta med röntgeninducerat transplanterbart insulinom.
• INS-1-celler är bi-hormonella. De uttrycker samtidigt insulin- och proglukagonproteiner. Dessa celler anses vara omogna eftersom de uppvisar låga uttrycksnivåer av transkriptionsfaktorn Nkx6.1 och saknar alfa-cellmarkörer [1].
• Det finns två subkloner av INS-1-celler, nämligen INS-1E och INS-1 832/3.
• INS-1E skiljer sig från modercellinjen INS-1 vad gäller utsöndringsresponsen på glukos och insulininnehåll.
• INS-1 832/3 eller INS-1 832/13 är också en subklon av cellinjen INS-1. Den är en ovärderlig modell för att studera funktionen hos betacellerna i bukspottkörtelns öar och regleringen av insulinutsöndringen. Den skiljer sig också från modercellerna i INS-1 när det gäller glukosstimulerad insulinutsöndring (GSIS).

INS-1-cellinjen: Information om odling

För att effektivt hantera och underhålla en cellinje måste du känna till följande odlingsinformation om den. Detta avsnitt av artikeln kommer att täcka alla viktiga punkter för odling av INS-1-celler. Du kommer att lära dig: Hur odlar man INS-1-betaceller? Vad är odlingsprotokollet för INS-1-celler? Vad är fördubblingstiden för INS-1-celler? Vad är odlingsmediet för INS-1-cellerna från råttinsulinom?

Viktiga punkter för odling av INS-1-celler

Fördubblingstid:

Fördubblingstiden för INS-1-celler är cirka 44 timmar.

Adherenta eller i suspension:

INS-1-celler växer både i suspension och i vidhäftande form.

Subkultiveringsförhållande:

INS-1-celler subkultiveras med en delningsförhållande på 1:3. Kortfattat samlas celler i suspension in. Adherenta celler sköljs med PBS och inkuberas med Accutase-lösningen. Efter avskiljning tillsätts cellerna med färskt odlingsmedium. Därefter centrifugeras både celler i suspension och vidhäftande celler och samlas upp. Cellerna resuspenderas försiktigt och fördelas i nya kolvar för tillväxt.

Odlingsmedium:

RPM1 1640 används för odling av INS-1-cellinjen från råttinsulinom. Mediet kompletteras med 10 % värmeinaktiverat fetalt bovint serum, 2,1 mM stabilt glutamin, 10 mM HEPES, 2,0 g/l NaHCO3 och 1 mM natriumpyruvat.

Odlingsförhållanden:

INS-1-cellerna förvaras i en befuktad inkubator inställd på 37 °C och med en kontinuerlig tillförsel av 5 % CO₂.

Förvaring:

INS-1-betaceller kan förvaras i ångfasen av flytande kväve eller vid en temperatur under -150 °C i en elektrisk frys för långvarig förvaring.

Frysningsprocess och medium:

CM-1- eller CM-ACF-medier används för att frysa INS-1-celler genom en långsam frysningsprocess. Temperaturen får endast sjunka med 1 °C per minut för att skydda cellernas livskraft.

Upptining:

Frysta INS-1-celler tinas i ett vattenbad som är förinställt på 37 grader Celsius i 40 till 60 sekunder. Efter upptining tillsätts färskt medium till cellerna och de hälls direkt över i en ny kolv för odling. Efter 24 timmar byts mediet ut för att eliminera frysta mediekomponenter.

Biosäkerhetsnivå:

Ett laboratorium med biosäkerhetsnivå 1 krävs för odling av INS-1-insulinomceller från råtta.

Fördelar och nackdelar med cellinjen INS-1

Precis som andra cellinjer har även INS-1 vissa särdrag som är förknippade med vissa för- och nackdelar. Här har vi nämnt några av de viktigaste.

Fördelar

De främsta fördelarna med cellinjen INS-1 är:

• Välkarakteriserad

  INS-1 är en väletablerad och välkarakteriserad cellinje. Den har använts i ett stort antal forskningsstudier. Den behåller sina fenotypiska egenskaper och sin förmåga att utsöndra insulin under en längre period, vilket ger tillförlitliga och konsekventa experimentella resultat.

• Betacellmodell

  INS-1-celler används för att studera funktionen hos betacellerna i bukspottkörtelns öar, eftersom de utsöndrar insulin och reagerar på fluktuationer i glukosnivåerna.

 Nackdelar

Nackdelarna med INS-1-celler är:

• Icke-mänskligt ursprung

  INS-1-betacellerna har ett icke-humant ursprung. De härstammar från insulinom hos råttor. Detta kan orsaka artspecifika skillnader och begränsa möjligheten att direkt överföra experimentella resultat till människans fysiologi.

 4. Forskningsmässiga tillämpningar av INS-1-celler från råttinsulinom

INS-1-betacellerna används i stor utsträckning inom diabetesforskningen. Här nämns några lovande tillämpningar av denna cellinje.

• Studier av insulinutsöndring: INS-1-celler har förmåga att utsöndra insulin och används därför i stor utsträckning för att studera de underliggande cellulära mekanismerna bakom insulinutsöndringen. Forskare undersöker viktiga faktorer som är involverade i insulinfrisättningen, däribland glukosmetabolism, signalvägar, hormoner och farmakologiska medel. En studie visade att en K+-ATP-jonkanalberoende signalväg reglerar insulinutsöndringen i INS-1-betaceller [2]. Dessutom har studier visat att GLP-1R- och AKT/PDX1-signalvägarna också är involverade i insulinutsöndringen i INS-1-insulinomceller från råtta [3].
• Studier av betacellernas funktion: INS-1-celler har egenskaper som liknar betacellerna i bukspottkörtelns öar, såsom respons på glukosmetabolismen och insulinutsöndring. Därför används de för att studera betacellernas fysiologiska processer och funktioner. I en studie som genomfördes 2022 användes INS-1-celler och en modell för betacelldysfunktion utvecklades med hjälp av H₂O_₂. Man studerade cellernas livskraft, insulinutsöndring och markörer relaterade till oxidativ stress i dessa celler som svar på behandling med naturliga föreningar [4].
• Läkemedelsupptäckt och -utveckling: Råttinsulinomcellerna INS-1 används i stor utsträckning för att screena och testa antidiabetiska föreningar eller läkemedel. De kan användas för att studera de potentiella effekterna av terapeutiska medel på insulinutsöndringen och andra relevanta parametrar. En studie visade att loganin, en beståndsdel i en kinesisk örtblandning, skyddade den insulinutsöndrande funktionen hos INS-1-celler och uppvisade potentiella antidiabetiska effekter. Beståndsdelen förmedlade dessa positiva effekter genom att hämma den nukleära translokationen av FOXO1-genen via PI3K/AKT-signalvägen [5]. 

5. Forskningspublikationer som behandlar INS-1-betaceller

Här följer några viktiga forskningspublikationer som behandlar INS-1-cellinjen från råttinsulinom.

Alfa-mangostin förbättrar insulinutsöndringen och skyddar INS-1-celler mot streptozotocin-inducerad skada

Denna studie publicerades i International Journal of Molecular Sciences 2018. Studien visade att en gul, kristallin naturlig förening, alfa-mangostin, främjar insulinutsöndringen i INS-1-betaceller och skyddar dem mot skador orsakade av betacelltoxinet streptozotocin.

Epikatekinets förstärkning av den glukosstimulerade insulinutsöndringen i INS-1-celler är inte beroende av dess antioxidantaktivitet

Denna forskning publicerades i *Acta Pharmacologica Sinica* år 2018. Studiens resultat visade att epikatekin främjar glukosstimulerad insulinutsöndring i INS-1-betaceller, vars funktion är nedsatt av mättade fettsyror, genom aktivering av CaMKII-signalvägen.

Ett nyupptäckt fenyletanoidglykosid från Stevia rebaudiana Bertoni påverkar insulinutsöndringen i β-celler från råttans INS-1-öar

Denna artikel i tidskriften *Molecules* (2019) föreslog att en ny naturlig förening, fenyletanoidglykosid, påverkar insulinutsöndringen i INS-1-insulinomceller från råttor och därmed har potential som antidiabetikum.

Loureirin B främjar insulinutsöndringen via GLP-1R- och AKT/PDX1-signalvägarna

Denna forskning publicerades i European Journal of Pharmacology (2022). Studien föreslog att Loureirin B, en naturprodukt, förstärker insulinutsöndringen i INS-1-betaceller från bukspottkörtelns öar genom modulering av AKT/PDX1- och GLP-1R-signalvägarna.

In vitro-antikanceraktiviteter hos Withania coagulans mot HeLa-, MCF-7-, RD-, RG2- och INS-1-cancerceller samt fytokemisk analys

Denna artikel i Integrative Medicine Research (2018) utvärderade den cancerhämmande potentialen hos Withania coagulans-extrakt med hjälp av INS-1-cancerceller.

Resurser för cellinjen INS-1: protokoll, videor och mer

Här är några online-resurser om INS-1-cellerna:

• Subkultivering av suspensionsceller: Denna video är en omfattande guide till subkultivering av celler som växer i suspensionskulturer.
• Subkultivering av adherenta celler: Denna video hjälper dig att lära dig det allmänna protokollet för subkultivering av adherenta celler.

Följande länk innehåller odlingsprotokollet för INS-1-cellkulturen:

• INS-1-cellinjen: Denna webbplats innehåller all information om INS-1-cellodling. Den omfattar information om odlings- och frysmedier för INS-1-celler, protokoll för subkultivering samt hantering av kryokonserverade och proliferativa INS-1-odlingar.

Referenser

1. Acosta-Montalvo, A., et al., Proglucagon-Derived Peptides Expression and Secretion in Rat Insulinoma INS-1 Cells. Front Cell Dev Biol, 2020. 8: s. 590763.
2. Park, J.E. och J.S. Han, Ett extrakt av Portulaca oleracea L. främjar insulinutsöndring via en K+-ATP-kanalberoende väg i β-celler från bukspottkörteln av typen INS-1. Nutrition Research and Practice, 2018. 12(3): s. 183.
3. Fang, H., m.fl., Loureirin B främjar insulinutsöndringen via GLP-1R- och AKT/PDX1-signalvägarna. European Journal of Pharmacology, 2022. 936: s. 175377.
4. Duan, J., et al., Swietenin och swietenolid från Swietenia macrophylla king förbättrar insulinutsöndringen och dämpar apoptosen i H2O2-inducerade INS-1-celler. Environmental Toxicology, 2022. 37(11): s. 2780–2792.
5. Mo, F.-F., et al., Antidiabetisk effekt av loganin genom hämning av FOXO1-translokation till cellkärnan via PI3K/Akt-signalvägen i INS-1-celler. Iranian Journal of Basic Medical Sciences, 2019. 22(3): s. 262.