Bunka INS-1

INS-1 je dobre charakterizovaná bunková línia inzulínomu potkana, ktorá sa široko využíva vo výskume cukrovky. Bunky INS-1 vylučujú inzulín po stimulácii glukózou; preto sa používajú na štúdium metabolizmu glukózy, fyziológie beta-buniek a regulácie sekrécie inzulínu. Okrem toho sa tieto bunky využívajú aj pri skríningu, testovaní a vývoji potenciálnych liekov proti cukrovke.

Všeobecné charakteristiky a pôvod buniek INS-1

Znalosť všeobecných charakteristík a pôvodu buneckej línie vám môže výrazne pomôcť pri jej efektívnom a účinnom využívaní vo vašom výskume. Táto časť článku vás informuje o pôvode a všeobecných charakteristikách buneckej línie INS-1. Dozviete sa: Čo je bunecka línia INS-1 z potkanieho inzulínomu? Aké sú všeobecné charakteristiky INS-1? Čo je bunková línia INS-1 832/3? Čo je INS-1E?

• Bunky INS-1 boli pôvodne izolované z 666-dňovej potkanice s transplantovateľným inzulínomom vyvolaným röntgenovým žiarením.
• Bunky INS-1 sú bi-hormonálne. Súčasne exprimujú proteíny inzulínu a proglukagónu. Tieto bunky sa považujú za nezrelé, pretože vykazujú nízke hladiny expresie transkripčného faktora Nkx6.1 a nemajú markery alfa-buniek [1].
• Existujú dva subklony buniek INS-1, a to INS-1E a INS-1 832/3.
• INS-1E sa od línie INS-1 líši v sekrécii v reakcii na glukózu a obsah inzulínu.
• INS-1 832/3 alebo INS-1 832/13 je tiež subklonom buneckej línie INS-1. Je to neoceniteľný model na štúdium funkcie beta-buniek pankreatických ostrovčekov a regulácie sekrécie inzulínu. Od materských buniek INS-1 sa líši aj v kontexte glukózou stimulovanej sekrécie inzulínu (GSIS).

Bunka INS-1: Informácie o kultivácii

Na efektívnu manipuláciu a udržiavanie buneckej línie je potrebné poznať nasledujúce informácie o jej kultivácii. Táto časť článku sa venuje všetkým kľúčovým bodom kultivácie buniek INS-1. Dozviete sa: Ako sa kultivujú beta-bunky INS-1? Aký je protokol kultivácie buniek INS-1? Aká je doba zdvojnásobenia buniek INS-1? Aké je kultivačné médium pre bunky inzulínomu potkana INS-1?

Kľúčové body kultivácie buniek INS-1

Doba zdvojnásobenia:

Doba zdvojnásobenia populácie buniek INS-1 je približne 44 hodín.

Adherentné alebo v suspenzii:

Bunky INS-1 rastú ako v suspenzii, tak aj v adhéznej forme.

Pomer subkultivácie:

Bunky INS-1 sa subkultivujú v pomere rozdelenia 1:3. Stručne povedané, bunky v suspenzii sa zozbierajú. Adherentné bunky sa prepláchnu PBS a inkubujú s roztokom Accutase. Po oddelení sa k bunkám pridá čerstvé médium. Následne sa bunky v suspenzii aj adhézne bunky odstreďujú a zozbierajú. Bunky sa opatrne resuspendujú a rozdelia do nových fliaš na rast.

Rastové médium:

Na kultiváciu buniek inzulinómu potkanov INS-1 sa používa RPM1 1640. Kultivačné médium je doplnené 10 % tepelne inaktivovaným fetálnym bovinným sérom, 2,1 mM stabilným glutamínom, 10 mM HEPES, 2,0 g/l NaHCO₃ a 1 mM pyruvátom sodným.

Podmienky kultivácie:

Bunky INS-1 sa uchovávajú vo zvlhčenom inkubátore nastavenom na teplotu 37 °C s nepretržitým prívodom 5 % CO₂.

Skladovanie:

Beta-bunky INS-1 je možné dlhodobo skladovať v parnej fáze tekutého dusíka alebo pri teplote nižšej ako -150 °C v elektrickom mrazničke.

Proces zmrazovania a médium:

Na zmrazenie buniek INS-1 sa používajú médiá CM-1 alebo CM-ACF prostredníctvom procesu pomalého zmrazovania. Ten umožňuje pokles teploty iba o 1 °C za minútu, aby sa zachovala životaschopnosť buniek.

Proces rozmrazovania:

Zmrazené bunky INS-1 sa rozmrazujú vo vodnom kúpeli nastavenom na teplotu 37 stupňov Celzia po dobu 40 až 60 sekúnd. Po rozmrazení sa do buniek pridá čerstvé médium a priamo sa prelejú do novej banky na kultiváciu. Po 24 hodinách sa médium vymení, aby sa odstránili zložky zmrazeného média.

Úroveň biologickej bezpečnosti:

Na kultiváciu buniek inzulinómu potkana INS-1 je potrebné laboratórium s úrovňou biologickej bezpečnosti 1.

Výhody a nevýhody bunkovej línie INS-1

Rovnako ako iné bunkové línie, aj INS-1 má niektoré charakteristické vlastnosti spojené s určitými výhodami a nevýhodami. V tomto texte sme spomenuli niekoľko významných z nich.

Výhody

Hlavné výhody buneckej línie INS-1 sú:

• Dobre charakterizovaná

  INS-1 je osvedčená a dobre charakterizovaná bunková línia. Bola použitá v mnohých výskumných štúdiách. Po dlhšiu dobu si zachováva svoje fenotypové charakteristiky a schopnosť sekrécie inzulínu, čím poskytuje spoľahlivé a konzistentné experimentálne výsledky.

• Model beta-buniek

  Bunky INS-1 sa používajú na štúdium funkcie beta-buniek pankreatických ostrovčekov, keďže vylučujú inzulín a reagujú na kolísanie hladiny glukózy.

 Nevýhody

Nevýhody buniek INS-1 sú:

• Neľudský pôvod

  Beta bunky INS-1 majú neľudský pôvod. Boli získané z inzulínomu potkanov. To môže spôsobiť špecifické rozdiely medzi druhmi a obmedziť priamy prenos experimentálnych výsledkov na ľudskú fyziológiu.

 4. Výskumné využitie buniek INS-1 z inzulínomu potkanov

Beta-bunky INS-1 sa vo veľkej miere využívajú vo výskume cukrovky. Tu uvádzame niekoľko sľubných aplikácií tejto buneckej línie.

• Štúdie sekrécie inzulínu: Bunky INS-1 majú schopnosť vylučovať inzulín, a preto sa vo veľkej miere využívajú na štúdium základných bunkových mechanizmov sekrécie inzulínu. Výskumníci skúmajú kľúčové faktory podieľajúce sa na uvoľňovaní inzulínu, vrátane metabolizmu glukózy, signálnych dráh, hormónov a farmakologických látok. Jedna štúdia zistila, že sekréciu inzulínu v beta-bunkách INS-1 reguluje dráha závislá od iónového kanála K+ATP [2]. Okrem toho štúdie tiež odhalili, že do sekrécie inzulínu v bunkách inzulinómu potkanov INS-1 sú zapojené aj dráhy GLP-1R a AKT/PDX1 [3].
• Štúdie funkcie beta-buniek: Bunky INS-1 majú vlastnosti podobné beta-bunkám pankreatických ostrovčekov, ako je citlivosť na metabolizmus glukózy a sekréciu inzulínu. Preto sa používajú na štúdium fyziologických procesov a funkcií beta-buniek. V štúdii uskutočnenej v roku 2022 sa využili bunky INS-1 a prostredníctvom H_₂O_₂ bol vyvinutý model dysfunkcie beta-buniek. V týchto bunkách sa skúmala životaschopnosť buniek, sekrécia inzulínu a markery súvisiace s oxidačným stresom v reakcii na liečbu prírodnými zlúčeninami [4].
• Objavovanie a vývoj liekov: Bunky inzulínomu potkanov INS-1 sa široko používajú na skríning a testovanie antidiabetických zlúčenín alebo liekov. Dajú sa využiť na štúdium potenciálnych účinkov terapeutických látok na sekréciu inzulínu a iné relevantné parametre. Jedna štúdia zistila, že loganín, zložka čínskej bylinné zmesi, chránil funkciu sekrécie inzulínu v bunkách INS-1 a vykazoval potenciálne antidiabetické účinky. Táto zložka sprostredkovávala tieto prospešné účinky inhibíciou nukleárnej translokácie génu FOXO1 prostredníctvom signálnej dráhy PI3K/AKT [5]. 

5. Vedecké publikácie zaoberajúce sa beta-bunkami INS-1

Tu uvádzame niekoľko významných vedeckých publikácií zaoberajúcich sa bunkovou líniou INS-1 z inzulínomu potkana.

Alfa-mangostín zlepšuje sekréciu inzulínu a chráni bunky INS-1 pred poškodením vyvolaným streptozotocínom

Táto štúdia bola uverejnená v časopise International Journal of Molecular Sciences v roku 2018. Štúdia naznačila, že žltá kryštalická prírodná zlúčenina, alfa-mangostín, podporuje sekréciu inzulínu v beta-bunkách INS-1 a chráni ich pred poškodením vyvolaným toxínom beta-buniek, streptozotocínom.

Potencovanie sekrécie inzulínu stimulovanej glukózou v bunkách INS-1 epikatechínom nezávisí od jeho antioxidačnej aktivity

Tento výskum bol uverejnený v časopise *Acta Pharmacologica Sinica* v roku 2018. Zistenia štúdie odhalili, že zlúčenina epikatechín podporuje sekréciu inzulínu stimulovanú glukózou v beta-bunkách INS-1 poškodených nasýtenými mastnými kyselinami prostredníctvom aktivácie dráhy CaMKII.

Novo objavený fenyletanoidný glykozid zo Stevia rebaudiana Bertoni ovplyvňuje sekréciu inzulínu v β-bunkách ostrovčekov INS-1 potkanov

Tento článok v časopise Molecules (2019) navrhuje, že nová prírodná zlúčenina – fenyletanoidový glykozid – ovplyvňuje sekréciu inzulínu v bunkách inzulínomu potkanov INS-1, a má tak antidiabetický potenciál.

Loureirin B podporuje sekréciu inzulínu prostredníctvom dráh GLP-1R a AKT/PDX1

Tento výskum bol uverejnený v časopise European Journal of Pharmacology (2022). Štúdia navrhla, že prírodná látka Loureirin B zvyšuje sekréciu inzulínu v β-bunkách pankreatických ostrovčekov INS-1 prostredníctvom modulácie dráh AKT/PDX1 a GLP-1R.

In vitro protinádorové účinky Withania coagulans proti rakovinovým bunkám HeLa, MCF-7, RD, RG2 a INS-1 a fytochemická analýza

Tento článok z časopisu Integrative Medicine Research (2018) hodnotil protinádorový potenciál extraktu z Withania coagulans s využitím nádorových buniek INS-1.

Zdroje týkajúce sa buneckej línie INS-1: protokoly, videá a ďalšie informácie

Tu je niekoľko online zdrojov venovaných bunkám INS-1:

• Subkultivácia suspenzných buniek: Toto video je komplexným sprievodcom subkultiváciou buniek rastúcich v suspenzných kultúrach.
• Subkultivácia adhezívnych buniek: Toto video vám pomôže zoznámiť sa so všeobecným protokolom pre pasážovanie adhezívnych buniek.

Nasledujúci odkaz obsahuje protokol kultivácie buniek INS-1:

• Bunka INS-1: Táto webová stránka obsahuje všetky informácie o kultivácii buniek INS-1. Zahŕňa informácie o kultivačných a mraziacich médiách pre bunky INS-1, protokoly na subkultiváciu a manipuláciu s kryokonzervovanými a proliferatívnymi kultúrami INS-1.

Referencie

1. Acosta-Montalvo, A., et al., Expresia a sekrécia peptidov odvodených od proglukagónu v bunkách INS-1 z inzulínomu potkana. Front Cell Dev Biol, 2020. 8: s. 590763.
2. Park, J.E. a J.S. Han, Extrakt z Portulaca oleracea L. podporuje sekréciu inzulínu prostredníctvom dráhy závislej od K+ ATP kanálov v β-bunkách pankreasu INS-1. Nutrition Research and Practice, 2018. 12(3): s. 183.
3. Fang, H. a kol., Loureirin B podporuje sekréciu inzulínu prostredníctvom dráh GLP-1R a AKT/PDX1. European Journal of Pharmacology, 2022. 936: s. 175377.
4. Duan, J., a kol., Swietenín a swietenolid z rastliny Swietenia macrophylla King zlepšujú sekréciu inzulínu a zmierňujú apoptózu v bunkách INS-1 indukovaných H₂O₂. Environmental Toxicology, 2022. 37(11): s. 2780–2792.
5. Mo, F.-F., et al., Antidiabetický účinok loganínu prostredníctvom inhibície nukleárnej translokácie FOXO1 cez signálnu dráhu PI3K/Akt v bunkách INS-1. Iranian Journal of Basic Medical Sciences, 2019. 22(3): s. 262.