Клітинна лінія INS-1

INS-1 — це добре охарактеризована клітинна лінія інсуліноми щура, яка широко використовується в дослідженнях діабету. Клітини INS-1 секретують інсулін під дією глюкози; тому їх застосовують для вивчення метаболізму глюкози, фізіології бета-клітин та регуляції секреції інсуліну. Крім того, ці клітини також використовуються для скринінгу, тестування та розробки потенційних засобів лікування цукрового діабету.

Загальні характеристики та походження клітин INS-1

Знання загальних характеристик та походження клітинної лінії може значно допомогти вам ефективно та результативно використовувати її у своїх дослідженнях. У цьому розділі статті ви дізнаєтеся про походження та загальні характеристики INS-1. Ви дізнаєтеся: Що таке клітинна лінія інсуліноми щурів INS-1? Які загальні характеристики INS-1? Що таке клітинна лінія INS-1 832/3? Що таке INS-1E?

• Клітини INS-1 були спочатку виділені з 666-денного щура з індукованою рентгенівським випромінюванням трансплантованою інсуліномою.
• Клітини INS-1 є бігормональними. Вони одночасно експресують білки інсуліну та проглюкагону. Ці клітини вважаються незрілими, оскільки демонструють низькі рівні експресії транскрипційного фактора Nkx6.1 та не мають маркерів альфа-клітин [1].
• Існують два субклони клітин INS-1, а саме: INS-1E та INS-1 832/3.
• INS-1E відрізняється від батьківської клітинної лінії INS-1 за секреторною реакцією на глюкозу та вмістом інсуліну.
• INS-1 832/3 або INS-1 832/13 також є субклоном клітинної лінії INS-1. Це надзвичайно цінна модель для вивчення функції бета-клітин острівців підшлункової залози та регуляції секреції інсуліну. Вона також відрізняється від батьківських клітин INS-1 у контексті глюкозозалежного секретування інсуліну (GSIS).

Клітинна лінія INS-1: Інформація щодо культивування

Для ефективного поводження з клітинною лінією та її утримання необхідно знати наведену нижче інформацію щодо її культивування. У цьому розділі статті висвітлено всі ключові моменти культивування клітин INS-1. Ви дізнаєтеся: Як культивувати бета-клітини INS-1? Який протокол культивування клітин INS-1? Який час подвоєння клітин INS-1? Яке середовище використовується для культивування клітин інсуліноми щурів INS-1?

Ключові моменти культивування клітин INS-1

Час подвоєння:

Час подвоєння популяції клітин INS-1 становить приблизно 44 години.

Адгезивні або у суспензії:

Клітини INS-1 ростуть як у суспензії, так і в адгезивній формі.

Коефіцієнт субкультури:

Клітини INS-1 субкультурують із коефіцієнтом поділу 1:3. Коротко кажучи, клітини в суспензії збирають. Адгезивні клітини промивають PBS та інкубують із розчином Accutase. Після відшарування до клітин додають свіже середовище. Потім як суспензійні, так і адгезивні клітини центрифугують і збирають. Клітини обережно ресуспендують і розливають у нові колби для росту.

Середовище для вирощування:

Для культивування клітинної лінії інсуліноми щурів INS-1 використовують RPM1 1640. Середовище доповнюють 10 % теплоінактивованою сироваткою ембріонів великої рогатої худоби, 2,1 мМ стабільним глутаміном, 10 мМ HEPES, 2,0 г/л NaHCO₃ та 1 мМ піруватом натрію.

Умови культивування:

Клітини INS-1 утримують у зволоженому інкубаторі, налаштованому на температуру 37 °C, з безперервною подачею 5 % CO₂.

Зберігання:

Бета-клітини INS-1 можна довгостроково зберігати у паровій фазі рідкого азоту або при температурі нижче -150 °C в електричній морозильній камері.

Процес заморожування та середовище:

Для заморожування клітин INS-1 методом повільного заморожування використовують середовища CM-1 або CM-ACF. Це дозволяє знижувати температуру лише на 1 °C за хвилину, щоб зберегти життєздатність клітин.

Процес розморожування:

Заморожені клітини INS-1 розморожують у водяній бані, попередньо нагрітій до температури 37 градусів Цельсія, протягом 40–60 секунд. Після розморожування до клітин додають свіже середовище та безпосередньо переливають їх у нову колбу для культивування. Через 24 години середовище замінюють, щоб усунути залишки компонентів середовища, що піддалося заморожуванню.

Рівень біобезпеки:

Для культивування клітин інсуліноми щурів INS-1 необхідна лабораторія 1-го рівня біобезпеки.

Переваги та недоліки клітинної лінії INS-1

Як і інші клітинні лінії, INS-1 також має деякі характерні особливості, пов’язані з певними перевагами та недоліками. У цій статті ми згадали кілька найважливіших із них.

Переваги

Основними перевагами клітинної лінії INS-1 є:

• Добре охарактеризована

  INS-1 — це добре відома та добре охарактеризована клітинна лінія. Вона використовувалася в численних наукових дослідженнях. Вона зберігає свої фенотипні характеристики та здатність до секреції інсуліну протягом тривалого періоду, забезпечуючи тим самим надійні та стабільні результати експериментів.

• Модель бета-клітин

  Клітини INS-1 використовуються для вивчення функції бета-клітин острівців підшлункової залози, оскільки вони секретують інсулін і реагують на коливання рівня глюкози.

 Недоліки

Недоліками клітин INS-1 є:

• Нелюдське походження

  Бета-клітини INS-1 мають нелюдське походження. Вони були отримані з інсуліноми щура. Це може спричинити видоспецифічні відмінності та обмежити можливість безпосереднього перенесення результатів експериментів на фізіологію людини.

 4. Дослідницькі застосування клітин інсуліноми щурів INS-1

Бета-клітини INS-1 широко використовуються в дослідженнях діабету. Нижче наведено кілька перспективних застосувань цієї клітинної лінії.

• Дослідження секреції інсуліну: клітини INS-1 мають здатність до секреції інсуліну, тому їх широко використовують для вивчення основних клітинних механізмів секреції інсуліну. Дослідники вивчають ключові фактори, що беруть участь у вивільненні інсуліну, зокрема метаболізм глюкози, сигнальні шляхи, гормони та фармакологічні засоби. Одне з досліджень виявило, що секрецію інсуліну в бета-клітинах INS-1 регулює шлях, залежний від іонного каналу K + ATP [2]. Крім того, дослідження також показали, що в секреції інсуліну в клітинах інсуліноми щурів INS-1 беруть участь шляхи GLP-1R та AKT/PDX1 [3].
• Дослідження функції бета-клітин: клітини INS-1 мають характеристики, подібні до бета-клітин острівців підшлункової залози, такі як чутливість до метаболізму глюкози та секреція інсуліну. Тому їх використовують для вивчення фізіологічних процесів та функцій бета-клітин. У дослідженні, проведеному у 2022 році, з використанням клітин INS-1 було створено модель дисфункції бета-клітин за допомогою H_₂O_₂. У ході дослідження вивчали життєздатність клітин, секрецію інсуліну та маркери, пов’язані з окислювальним стресом, у цих клітинах у відповідь на лікування природними сполуками [4].
• Відкриття та розробка лікарських засобів: Клітини інсуліноми щурів INS-1 широко використовуються для скринінгу та тестування протидіабетичних сполук або лікарських засобів. Їх можна застосовувати для вивчення потенційного впливу терапевтичних засобів на секрецію інсуліну та інші відповідні параметри. Одне з досліджень показало, що логанін, компонент китайської фітопрепарату, захищав інсуліносекреторну функцію клітин INS-1 та виявляв потенційні протидіабетичні ефекти. Цей компонент опосередковував ці корисні ефекти шляхом інгібування ядерної транслокації гена FOXO1 через шлях PI3K/AKT [5]. 

5. Наукові публікації, присвячені бета-клітинам INS-1

Ось кілька важливих наукових публікацій, присвячених клітинній лінії інсуліноми щурів INS-1.

Альфа-мангостин покращує секрецію інсуліну та захищає клітини INS-1 від пошкодження, спричиненого стрептозотоцином

Це дослідження було опубліковано в журналі «International Journal of Molecular Sciences» у 2018 році. У дослідженні висунуто гіпотезу, що жовта кристалічна природна сполука, альфа-мангостин, сприяє секреції інсуліну в бета-клітинах INS-1 та захищає їх від пошкодження, спричиненого токсином для бета-клітин — стрептозотоцином.

Посилення епікатехіном глюкозозалежного секретування інсуліну в клітинах INS-1 не залежить від його антиоксидантної активності

Це дослідження було опубліковано в журналі «Acta Pharmacologica Sinica» у 2018 році. Результати дослідження показали, що епікатехін сприяє глюкозозалежній секреції інсуліну в бета-клітинах INS-1, функція яких порушена під впливом насичених жирних кислот, шляхом активації шляху CaMKII.

Нещодавно відкритий фенілетаноїдний глікозид із Stevia rebaudiana Bertoni впливає на секрецію інсуліну в β-клітинах острівців INS-1 щурів

У цій статті, опублікованій у журналі «Molecules» (2019), висунуто гіпотезу, що новий природний сполука — фенілетаноїдний глікозид — впливає на секрецію інсуліну в клітинах інсуліноми щурів INS-1 і, отже, має протидіабетичний потенціал.

Лурейрин B сприяє секреції інсуліну через шляхи GLP-1R та AKT/PDX1

Це дослідження було опубліковано в журналі «European Journal of Pharmacology» (2022). У дослідженні висунуто гіпотезу, що лоурейрин B, природна сполука, посилює секрецію інсуліну в β-клітинах острівців підшлункової залози INS-1 шляхом модуляції шляхів AKT/PDX1 та GLP-1R.

Протипухлинна активність Withania coagulans in vitro проти ракових клітин HeLa, MCF-7, RD, RG2 та INS-1 та фітохімічний аналіз

У цій статті, опублікованій у журналі «Integrative Medicine Research» (2018), оцінено протираковий потенціал екстракту Withania coagulans на прикладі ракових клітин лінії INS-1.

Ресурси щодо клітинної лінії INS-1: протоколи, відео та інше

Ось кілька онлайн-ресурсів, присвячених клітинам INS-1:

• Субкультурування суспензійних клітин: це відео є вичерпним посібником із субкультурування клітин, що ростуть у суспензійних культурах.
• Субкультурування адгезивних клітин: це відео допоможе вам ознайомитися із загальним протоколом пасажування адгезивних клітин.

За наступним посиланням міститься протокол культивування клітин INS-1:

• Клітинна лінія INS-1: Цей веб-сайт містить всю інформацію про культивування клітин INS-1. Він включає інформацію про середовища для культивування та заморожування клітин INS-1, протоколи субкультурування, а також поводження з кріоконсервованими та проліферативними культурами INS-1.

Література

1. Acosta-Montalvo, A. та ін., Експресія та секреція пептидів, похідних проглюкагону, у клітинах інсуліноми щурів INS-1. Front Cell Dev Biol, 2020. 8: с. 590763.
2. Park, J.E. та J.S. Han, Екстракт Portulaca oleracea L. сприяє секреції інсуліну через шлях, залежний від K+-АТФ-каналу, у β-клітинах підшлункової залози INS-1. Nutrition Research and Practice, 2018. 12(3): с. 183.
3. Фан, Х. та ін., Лурейрин B сприяє секреції інсуліну через шляхи GLP-1R та AKT/PDX1. European Journal of Pharmacology, 2022. 936: с. 175377.
4. Дуань, Ц., та ін., Свієтенін та світенолід із Swietenia macrophylla King покращують секрецію інсуліну та послаблюють апоптоз у клітинах INS-1, індукований H₂O₂. «Environmental Toxicology», 2022. 37(11): с. 2780–2792.
5. Мо, Ф.-Ф. та ін., Антидіабетичний ефект логаніну шляхом інгібування ядерної транслокації FOXO1 через сигнальний шлях PI3K/Akt у клітинах INS-1. «Іранський журнал фундаментальних медичних наук», 2019. 22(3): с. 262.