Name: Haute résolution respirométrie pour évaluer la fonction mitochondriale des cellules bêta intactes en présence de composés naturels (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-01-23T15:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 32 s
Description: Découvrez la respirométrie haute résolution pour évaluer la fonction mitochondriale des cellules bêta pancréatiques intactes sous stimulation insulinique. Cette méthode permet d'analyser l'impact de composés naturels sur la respiration cellulaire.

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Les auteurs tiennent à remercier les membres des laboratoires titi et Hancock pour adjoint et discussion scientifique. Les auteurs remercient Andrew Neilson, Ph.d. (Virginia Tech) pour la fourniture de la fraction de monomère de cacao épicatéchine dérivée. Cette étude a été financée par une subvention de la Diabetes Action Research and Education Foundation à JST.

1. Culture cellulaire
<ol><li>Dérivée de la culture INS-1 832/13 cellules bêta RPMI 1640 additionné de 10 % sérum bovin fœtal (SVF), 1 % la pénicilline-streptomycine, 10 mM HEPES, 2 mM de Glutamine, 1 mM de Pyruvate de Sodium et 0,05 mM 2-mercaptoéthanol9,10,11 ,12,13.</li>
	<li>Éliminer les cellules 832/13 un flacon T75 avec 2 mL de 0,25 % de trypsine, incubation à 37 ° C pendant 10 min. neutraliser la trypsine en ajoutant 8 mL de médias RPMI 1640.</li>
	<li>Compter les cellules à l’aide d’un hémocytomètre et diluer 100 µL du volume cellulaire d’étape 1.2 dans 900 µL de PBS.</li>
	<li>Cellules de plaque 832/13 à une densité de 2 x 106 cellules/mL dans un 6 bien plat.</li>
	<li>Cellules en culture pendant 48 h dans un incubateur humidifié à 37 ° C et 5 % de CO2 avant de commencer des expériences de la respiration.</li>
</ol>2. préparation des cellules pour la respirométrie haute résolution
<ol><li>
Traitement de cellules de 832/13 avec cacao épicatéchine dérivée monomère.
	<ol>
<li>La culture 832/13 cellules pendant 24 h après l’ensemencement dans un incubateur à 37 ° C et 5 % de CO2à humidifié.</li>
		<li>Changer les médias 24h après l’ensemencement et traiter les 832/13 cellules avec le contrôle du véhicule (3 puits) ou 100 monomère nM cacao (3 puits), suivie de la culture pendant 24 h supplémentaires (48 h au total) dans un incubateur à 37 ° C et 5 % de CO2à humidifié.</li>
		<li>Laver les cellules 832/13 en 1 x bas Glucose sécrétion du tampon (SAB) pour 5 min. aspirer tampon et incuber les cellules 832/13 à 1 x faible concentration de Glucose SAB pendant 3 h, remplaçant 1 x faible concentration de Glucose SAB toutes les heures.<ol>
<li>Faire 10 x SAB avec 33,32 g de NaCl, 1,73 g de KCl, 0,82 g de KH2PO4, 0,7 g de MgSO4 et H2O s’ajoute un volume final de 500 mL. Filtre stérile la solution finale.</li>
			<li>Faire 1 x faible concentration de Glucose SAB avec 10 mL de 10 x SAB, 100 µL de 45 % de glucose, 2 mL de 1 M HEPES, 1 mL de 0,25 M CaCl2, 0,57 mL de solution de BSA de 35 %, 0,21 g de NaHCO3 et ajouter H2O pour un volume final de 100 mL. Filtre stérile la solution finale.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Traitement de cellules de 832/13 avec la curcumine.
	<ol>
<li>La culture 832/13 cellules pendant 48 h après l’ensemencement dans un incubateur à 37 ° C et 5 % de CO2à humidifié.</li>
		<li>Laver les cellules 832/13 en 1 x faible concentration de Glucose SAB pour 5 min. aspirer tampon et incuber les cellules 832/13 à 1 x faible concentration de Glucose SAB pendant 3 h, remplaçant 1 x faible concentration de Glucose SAB toutes les heures.</li>
		<li>Après 2,5 h de l’incubation de 3 h dans 1 x faible concentration de Glucose SAB, aspirer tampon et incuber les cellules en 1 x bas Glucose SAB avec contrôle du véhicule ou de 40 µM curcumine pendant 30 min. Après incubation, aspirer la mémoire tampon.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Récolte des cellules avec de la trypsine pour respirométrie haute résolution
	<ol>
<li>Après l’incubation de 3 h dans 1 x faible concentration de Glucose SAB, enlever les cellules de la plaque avec 250 µL de 0,25 % de trypsine par puits.</li>
		<li>Combiner les cellules en trypsine provenant de 3 puits traités avec contrôle du véhicule ou du composé d’intérêt avec 4 mL de SAB dans un tube conique de 15 mL.</li>
		<li>Compter les cellules à l’aide d’un hémocytomètre et diluer 100 µL du volume cellulaire d’étape 2.3.2 dans 900 µL de PBS.</li>
		<li>Diluer le nombre de cellules dans 1 x faible concentration de Glucose SAB pour faire 3 mL à la concentration appropriée pour chaque chambre. Les données démontrent qu’une concentration de 1 x 106 cellules/mL est le plus efficace.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Récolte des cellules avec dissociation mécanique pour respirométrie haute résolution
	<ol>
<li>Après l’incubation de 3 h dans 1 x faible concentration de Glucose SAB, ajouter 1 mL de 1 x bas Glucose SAB à chacun doucement et bien souffler la plaque avec dissociation mécanique des cellules en pipettant également, avec une pointe de pipette 1000 µL.</li>
		<li>Combiner des cellules de 3 puits traités avec contrôle du véhicule ou du composé d’intérêt pour un total de 3 mL SAB dans un tube conique 15 mL pour la respiration.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. haute résolution respirométrie
<ol><li>Préparation de la respiromètre haute résolution.
	<ol>
<li>Allumez le respiromètre haute résolution et vous connecter à l’ordinateur de bureau en lançant le programme d’analyse de respiromètre.</li>
		<li>Aspirer l’éthanol à 70 % depuis les deux chambres. Faites tremper ces chambres dans l’éthanol à 70 % pour un minimum de 45 min.</li>
		<li>Laver les chambres deux fois avec de l’éthanol 70 %, aspirant après chaque étape.</li>
		<li>Laver les chambres triple avec FD2O, aspirant après chaque étape.</li>
		<li>Rincer les plongeurs de la chambre en FD2O. Cela nettoie au large de l’éthanol résiduel les pistons et le port de titane.</li>
	</ol></li>
	<li>Étalonnage des sondes d’oxygène polarographique.
	<ol>
<li>Ajouter 2,4 mL de 1 x tampon faible glycémie SAB à chaque chambre oxygraph, en remuant le tampon continuellement à l’aide de barres magnétiques remuer dans la chambre à 750 tr/min et 37 ° C avec un intervalle d’enregistrement des données à 2.0 s en appuyant sur la touche F7 et en ouvrant l’onglet étiqueté « Systèmes ». Repousser les pistons à fond et ensuite rentrer à la position d’aération clé. Laisser la machine à équilibrer pendant un minimum de 1 heure jusqu'à ce que le flux d’oxygène stable est obtenue.</li>
		<li>Régler la machine à 37 ° C pendant la durée de l’expérience. Régler la tension de polarisation à 800 mV, avec un gain de 2 en appuyant sur la touche F7 et en ouvrant l’onglet étiqueté « Oxygen, O2». Équilibrer la concentration d’oxygène de la mémoire tampon SAB pendant au moins 30 min, tandis que la variation de la concentration en oxygène est stable (moins de 2 pmol/(s*mL)).</li>
		<li>Après stabilisation de concentration d’oxygène, sélectionnez une région où le changement de la concentration en oxygène est stable à établir la mesure de fond des changements dans la concentration en oxygène.<ol>
<li>Sélectionnez une région en appuyant sur la touche Maj enfoncée, faites un clic gauche sur la souris et en faisant glisser la souris dans l’ensemble de la région sélectionnée. Cliquez sur la lettre associée à la région sélectionnée et le changement à « R1 » pour chaque trace, correspondant à chacune des deux chambres.</li>
			<li>Double cliquez sur la case « O2 étalonnage » en bas à gauche et droite des coins de l’écran, cliquez sur le bouton « Sélectionner la marque » d’étalonner « air » comme R1 et puis sélectionnez « calibrer et copier dans le presse-papier » pour les deux chambres.</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
	<li>Évaluation de la respiration des cellules bêta 832/13 préparé en étapes 2.1.5 ou 2.2.5.
	<ol>
<li>Charger les 2,4 mL d’échantillon dans chaque chambre (une chambre avec véhicule traité hématies, une chambre avec des cellules traitées composés) dans 1 x bas Glucose SAB Conserver les 0,5 mL d’échantillon cellulaire pour le dosage de la protéine par dosage de la BCA (acide Bicinchoninic) si vous utilisez l’approche mécanique de dissociation (congélation à-20 ° C pour la mesure plus tard).<ol>
<li>Enfoncer complètement le piston et aspirer le volume résiduel. Remuer les cellules en continu tout au long de l’expérience à 750 tr/min et 37 ° C pendant toutes les étapes subséquentes. Faire une marque en cliquant sur F4 et étiquetage comme « cellules » lorsque les échantillons sont chargés.</li>
			<li>Mesurer les échantillons pendant 30 min. Après la stabilisation du signal, sélectionnez une région du changement dans la concentration en oxygène correspondant à des conditions de faible concentration de glucose (2,5 mM de glucose), tel que décrit au point 3.2.3.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Après que stabilisation du signal est atteinte, ajouter 12,5 µL d’une solution de 45 % de glucose stérile (concentration finale de 16,7 mM) dans chaque chambre à travers le titane à l’aide d’une seringue de port de chargement. Faire qu'une marque mesurée « Glucose » comme décrit dans 3.3.1 lorsque le traitement est ajouté. Signal de laisser stabiliser et enregistrer la respiration cellulaire jusqu'à l’obtention d’un flux d’oxygène stable. Sélectionnez cette région du changement dans la concentration en oxygène, comme décrit au point 3.2.3. C’est la lecture de Glucose 16,7 mM et correspond aux conditions stimulant7.</li>
		<li>Après que stabilisation du signal soit atteinte, ajouter 1 µL de 5mM l’oligomycine une (2,5 µM concentration finale) dans chaque chambre à travers l’orifice de chargement. Faire qu'une marque mesurée « OligoA » comme décrit dans 3.3.1 lorsque le traitement est ajouté. Signal de laisser stabiliser et enregistrer la respiration cellulaire jusqu'à l’obtention d’un flux d’oxygène stable. Sélectionnez cette zone de la courbe comme décrit au point 3.2.3. Oligomycine A inhibe l’ATP synthase et seul flux d’oxygène se produisant est donc par l’intermédiaire de fuite des électrons et non de la phosphorylation oxydative7.</li>
		<li>Après que stabilisation du signal soit atteinte ajoute 1 mM FCCP par incréments de 1 µL, jusqu'à obtention d’un taux maximal de la respiration. Il s’agit de la respiration maximale découplée. Entre 3 et 4 µL FCCP est suffisante (1,5 à 2,0 µM concentration finale) pour induire la respiration découplée maximale des cellules de l’INS-1 832/13. Faire une marque étiquetée « FCCP » comme décrit dans 3.3.1 lorsque le traitement est ajouté. Signal de laisser stabiliser et enregistrer la respiration cellulaire jusqu'à l’obtention d’un flux d’oxygène stable. Sélectionnez cette zone de la courbe comme décrit au point 3.2.3. FCCP est un agent découplant. Cela permet de mesurer la respiration découplée7.</li>
		<li>Après que stabilisation du signal soit atteinte, ajouter 1 µL de 5 mM l’antimycine A (concentration finale de 2,5 µM) dans chaque chambre à travers l’orifice de chargement. Faire une marque étiquetée « AntiA » comme décrit dans 3.3.1 lorsque le traitement est ajouté. Signal de laisser stabiliser et enregistrer la respiration cellulaire jusqu'à l’obtention d’un flux d’oxygène stable. Sélectionnez cette zone de la courbe comme décrit au point 3.2.3. Remarque : Antimycine A lie cytochrome C réductase, inhibe l’oxydation de l’ubiquinone et bloque la respiration tous. Cela nous permet d’arrêter complètement la respiration7.</li>
	</ol></li>
	<li>Mesure des cellules bêta 832/13 pour la normalisation de la respiration et de concentration protéique.
	<ol>
<li>En utilisant le 0,5 mL de l’échantillon retenu au chargement, l’échantillon de protéine de mesure à l’aide de la méthode de la BCA13.</li>
		<li>Exécuter chaque échantillon en triple exemplaire, sans dilution, suivant les instructions du fabricant.</li>
	</ol></li>
	<li>832/13 cellules bêta des calculs de la respiration des cellules trypsinisés.<ol>
<li>Entrez le nombre de cellules par mL utilisation dans l’essai en appuyant sur la touche F3 du programme analyse respiromètre. Régler l’unité de cellules/mL, entrez la concentration cellulaire et changer de milieu SAB à</li>
		<li>Sélectionnez les lectures de fond pour normaliser les données en sélectionnant et en entrant dans l’O2 formulaire d’étalonnage comme indiqué au point 3.2.3.</li>
		<li>Effectuez des sélections de lectures de Glucose, 16,7 mM Glucose, oligomycine A, FCCP et l’antimycine A comme décrit dans 3.3.1 2,5 mM.</li>
		<li>Le programme d’analyse respiromètre, exportez les valeurs fournies pour chaque chambre après l’entrée de concentration en protéines et en sélectionnant les valeurs moyennes appropriées pour chaque traitement lors de la mesure de la respiration. Cela se fait en cliquant sur F2, puis en poussant la « copie à fonction presse-papiers ». Cette opération exporte les données pour une utilisation dans d’autres programmes d’analyse. Utilisez les valeurs « O2 pente nég. » pour les calculs.</li>
		<li>Compiler les données pour les 3-5 essais indépendants de véhicules traitement contrôles et naturelles composés de cellules traitées pour déterminer l’effet sur la respiration cellulaire intacte des cellules bêta INS-1 832/13.</li>
	</ol></li>
	<li>calculs de la respiration de cellules bêta 832/13 de dissocient mécaniquement les cellules.<ol>
<li>Entrer dans les calculs de la protéine de l’essai de la BCA en appuyant sur la touche F3 du programme analyse respiromètre. Régler l’unité de mg, entrez la concentration BCA et changer de milieu SAB à</li>
		<li>Sélectionnez les lectures de fond pour normaliser les données en sélectionnant et en entrant dans l’O2 formulaire d’étalonnage comme indiqué au point 3.2.3.</li>
		<li>Effectuez des sélections de lectures de Glucose, 16,7 mM Glucose, oligomycine A, FCCP et l’antimycine A comme décrit dans 3.3.1 2,5 mM.</li>
		<li>Le programme d’analyse respiromètre, exportez les valeurs fournies pour chaque chambre après l’entrée de concentration en protéines et en sélectionnant les valeurs moyennes appropriées pour chaque traitement lors de la mesure de la respiration. Cela se fait en cliquant sur F2, puis en poussant la « copie à fonction presse-papiers ». Cette opération exporte les données pour une utilisation dans d’autres programmes d’analyse. Utilisez les valeurs « O2 pente nég. » pour les calculs.</li>
		<li>Compiler les données pour les 3-5 essais indépendants de véhicules traitement contrôles et naturelles composés de cellules traitées pour déterminer l’effet sur la respiration cellulaire intacte des cellules bêta INS-1 832/13.</li>
	</ol></li>
</ol>

<ol><li>Mueckler, M., Thorens, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+SLC2+%28GLUT%29+family+of+membrane+transporters%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Aspects+Med%22%5BJournal%5D)">The SLC2 (GLUT) family of membrane transporters.</a> Mol Aspects Med. 34 (2-3), 121-138 (2013).</li>
<li>Kahn, S. E., Hull, R. L., Utzschneider, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+linking+obesity+to+insulin+resistance+and+type+2+diabetes%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Mechanisms linking obesity to insulin resistance and type 2 diabetes.</a> Nature. 444 (7121), 840-846 (2006).</li>
<li>Weir, G. C., Bonner-Weir, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Five+stages+of+evolving+beta-cell+dysfunction+during+progression+to+diabetes%5BTitle%5D)+AND+%22Diabetes%22%5BJournal%5D)">Five stages of evolving beta-cell dysfunction during progression to diabetes.</a> Diabetes. 53 Suppl 3, S16-S21 (2004).</li>
<li>Strat, K. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+by+which+cocoa+flavanols+improve+metabolic+syndrome+and+related+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nutr+Biochem%22%5BJournal%5D)">Mechanisms by which cocoa flavanols improve metabolic syndrome and related disorders.</a> J Nutr Biochem. 35, 1-21 (2016).</li>
<li>Rowley, T. J. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monomeric+cocoa+catechins+enhance+%CE%B2-cell+function+by+increasing+mitochondrial+respiration%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nutr+Biochem%22%5BJournal%5D)">Monomeric cocoa catechins enhance β-cell function by increasing mitochondrial respiration.</a> J Nutr Biochem. 49, 30-41 (2017).</li>
<li>Djafarzadeh, S., Jakob, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-resolution+Respirometry+to+Assess+Mitochondrial+Function+in+Permeabilized+and+Intact+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">High-resolution Respirometry to Assess Mitochondrial Function in Permeabilized and Intact Cells.</a> J Vis Exp. (120), (2017).</li>
<li>Reynolds, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((beta-Cell+deletion+of+Nr4a1+and+Nr4a3+nuclear+receptors+impedes+mitochondrial+respiration+and+insulin+secretion%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Endocrinol+Metab%22%5BJournal%5D)">beta-Cell deletion of Nr4a1 and Nr4a3 nuclear receptors impedes mitochondrial respiration and insulin secretion.</a> Am J Physiol Endocrinol Metab. 311 (1), E186-E201 (2016).</li>
<li>Hals, I. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mitochondrial+Respiration+in+Insulin-Producing+beta-Cells%3A+General+Characteristics+and+Adaptive+Effects+of+Hypoxia%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Mitochondrial Respiration in Insulin-Producing beta-Cells: General Characteristics and Adaptive Effects of Hypoxia.</a> PLoS One. 10 (9), e0138558(2015).</li>
<li>Ray, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nkx6.1-mediated+insulin+secretion+and+beta-cell+proliferation+is+dependent+on+upregulation+of+c-Fos%5BTitle%5D)+AND+%22FEBS+Lett%22%5BJournal%5D)">Nkx6.1-mediated insulin secretion and beta-cell proliferation is dependent on upregulation of c-Fos.</a> FEBS Lett. 590 (12), 1791-1803 (2016).</li>
<li>Schisler, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimulation+of+human+and+rat+islet+beta-cell+proliferation+with+retention+of+function+by+the+homeodomain+transcription+factor+Nkx6.1%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Stimulation of human and rat islet beta-cell proliferation with retention of function by the homeodomain transcription factor Nkx6.1.</a> Mol Cell Biol. 28 (10), 3465-3476 (2008).</li>
<li>Tessem, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nkx6.1+regulates+islet+beta-cell+proliferation+via+Nr4a1+and+Nr4a3+nuclear+receptors%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Nkx6.1 regulates islet beta-cell proliferation via Nr4a1 and Nr4a3 nuclear receptors.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 111 (14), 5242-5247 (2014).</li>
<li>Hobson, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aurora+Kinase+A+is+critical+for+the+Nkx6.1+mediated+beta-cell+proliferation+pathway%5BTitle%5D)+AND+%22Islets%22%5BJournal%5D)">Aurora Kinase A is critical for the Nkx6.1 mediated beta-cell proliferation pathway.</a> Islets. 7 (1), e1027854(2015).</li>
<li>Draney, C., Hobson, A. E., Grover, S. G., Jack, B. O., Tessem, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cdk5r1+Overexpression+Induces+Primary+beta-Cell+Proliferation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Diabetes+Res%22%5BJournal%5D)">Cdk5r1 Overexpression Induces Primary beta-Cell Proliferation.</a> J Diabetes Res. 2016, 6375804(2016).</li>
<li>Rouse, M., Younes, A., Egan, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resveratrol+and+curcumin+enhance+pancreatic+beta-cell+function+by+inhibiting+phosphodiesterase+activity%5BTitle%5D)+AND+%22J+Endocrinol%22%5BJournal%5D)">Resveratrol and curcumin enhance pancreatic beta-cell function by inhibiting phosphodiesterase activity.</a> J Endocrinol. 223 (2), 107-117 (2014).</li>
<li>Ma, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diabetes+reduces+beta-cell+mitochondria+and+induces+distinct+morphological+abnormalities%2C+which+are+reproducible+by+high+glucose+in+vitro+with+attendant+dysfunction%5BTitle%5D)+AND+%22Islets%22%5BJournal%5D)">Diabetes reduces beta-cell mitochondria and induces distinct morphological abnormalities, which are reproducible by high glucose in vitro with attendant dysfunction.</a> Islets. 4 (3), 233-242 (2012).</li>
<li>Chavanelle, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+high-intensity+interval+training+and+moderate-intensity+continuous+training+on+glycaemic+control+and+skeletal+muscle+mitochondrial+function+in+db%2Fdb+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Effects of high-intensity interval training and moderate-intensity continuous training on glycaemic control and skeletal muscle mitochondrial function in db/db mice.</a> Sci Rep. 7 (1), 204(2017).</li>
<li>Jelenik, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+of+Insulin+Resistance+in+Primary+and+Secondary+Nonalcoholic+Fatty+Liver%5BTitle%5D)+AND+%22Diabetes%22%5BJournal%5D)">Mechanisms of Insulin Resistance in Primary and Secondary Nonalcoholic Fatty Liver.</a> Diabetes. 66 (8), 2241-2253 (2017).</li>
<li>Spacek, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Glucose-stimulated+insulin+secretion+of+insulinoma+INS-1E+cells+is+associated+with+elevation+of+both+respiration+and+mitochondrial+membrane+potential%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Biochem+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Glucose-stimulated insulin secretion of insulinoma INS-1E cells is associated with elevation of both respiration and mitochondrial membrane potential.</a> Int J Biochem Cell Biol. 40 (8), 1522-1535 (2008).</li>
<li>Jezek, J., Dlaskova, A., Zelenka, J., Jaburek, M., Jezek, P. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4623989/">H2O2-Activated Mitochondrial Phospholipase iPLAgamma Prevents Lipotoxic Oxidative Stress in Synergy with UCP2, Amplifies Signaling via G-Protein-Coupled Receptor GPR40, and Regulates Insulin Secretion in Pancreatic beta-Cells.</a> Antioxid Redox Signal. 23 (12), 958-972 (2015).</li>
<li>Johnson, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Suppressed+insulin+signaling+and+increased+apoptosis+in+CD38-null+islets%5BTitle%5D)+AND+%22Diabetes%22%5BJournal%5D)">Suppressed insulin signaling and increased apoptosis in CD38-null islets.</a> Diabetes. 55 (10), 2737-2746 (2006).</li>
</ol>

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

L’objectif du présent protocole est de respirométrie haute résolution permet de mesurer le taux respiratoires intactes les cellules bêta du pancréas. Cette méthode permet la mesure de la réponse de la cellule bêta à une augmentation de la glycémie. Le protocole permet également pour le prétraitement avec divers composés, comme l’a démontré dans ce protocole avec les naturels monomère épicatéchine ou curcumin4,5. Traitement avec di...

L’objectif principal de la cellule bêta pancréatique est de maintenir la normoglycémie système par le biais de la sécrétion d’insuline stimulée par le glucose. Les cellules bêta du sens des changements physiologiques dans le glucose en grande partie en raison de la faible affinité, transporteur de glucose de haute capacité GLUT2 circulant (Glucose Transporter 2 Km 16,7 mM)1. Augmentation des niveaux de glucose circulatoire, ce transporteur de faible affinité de grande capacité facilite une augmentation proportionnelle de glucose intracellulaire au sein de la cellule bêta. Glucose est métabolisé par la glycolyse et le cycle de Krebs (cycle des acides tricarboxyliques), la respiration mitochondriale entraînant des concentrations élevées d’ATP (adénosine triphosphate) cellulaire. La concentration élevée d’ATP bloque les canaux ATP sensibles K+ , ce qui entraîne une dépolarisation membranaire. Dépolarisation membranaire provoque l’ouverture des canaux de Ca2 + voltage dépendant et la libération subséquente de vésicule lié l’insuline granules2. Dysfonction des cellules bêta est une caractéristique du diabète de Type 2 (T2D) et se traduit par la sécrétion d’insuline diminuée et mal maîtrisée et, finalement, de la mort de cellules bêta3. Mécanismes de maintiennent ou d’améliorer la fonction des cellules bêta pourraient servir comme traitement pour T2D.
Des études ont démontré les effets bénéfiques de l’origine naturelle des composés à base de plantes sur les cellules bêta du pancréas4. Ces composés peuvent avoir leur effet par la prolifération de cellules bêta croissante, la survie ou la sécrétion d’insuline stimulée par le glucose. À titre d’exemple, des études récentes ont démontré que monomère épicatéchine améliore la sécrétion d’insuline stimulée par le glucose par l’augmentation de la respiration mitochondriale et augmentant l’ATP cellulaire niveaux5. Par conséquent, comprendre comment ces composés peuvent augmenter fonctionnelle des cellules bêta masse est important de tirer parti de ces composés comme agents thérapeutiques potentiels.
La respiration cellulaire peut être mesurée par un certain nombre d’outils. Utilisation d’un respiromètre haute résolution permet pour le titrage des modulateurs chimiques pour une population de cellules perméabilisées ou intact6. Cet outil permet l’ajout de composés divers, à des concentrations différentes, donnant ainsi un large éventail d’informations.
Étant donné le lien intime entre le métabolisme du glucose et la fonction des cellules bêta, mesures de la respiration cellulaire sont essentiels. Mesures de la respiration cellulaire peuvent se faire à l’aide de cellules bêta perméabilisées soit intacts, avec chacun ayant son propre ensemble d’avantages et inconvénients7,8. Alors que la perméabilisation des cellules bêta permet de mesurer les différents aspects de la chaîne de transport d’électrons, il le fait sans ce qui concerne le mécanisme d’induction de la respiration dans la cellule bêta, la captation du glucose et le métabolisme. Utilisation de la respiration des cellules bêta unpermeabilized est donc une technique très utile pour déterminer la réponse des cellules bêta à divers niveaux de glucose, à l’aide de la consommation d’oxygène comme la lecture.
Cette technique vise à mesurer la consommation d’oxygène intact INS-1 dérivé de cellules bêta 832/13. Cette technique nous permet de déterminer la réponse des cellules bêta aux conditions unstimulatory de glucose (glycémie 2,5 mM) ainsi que les conditions de stimulateur de glucose (glycémie 16,7 mM). Alors que les cellules unpermeabilized ne nous permettent pas de tester individuellement les complexes I, II ou III de l’électron chaîne de transport, la technique permet-elle de mesures portant sur la respiration de l’inhibition (oligomycine A), dételle complexe IV (FCCP-Carbonyl cyanide- 4-(trifluorométhoxy) phénylhydrazone) et inhibe complètement la respiration (l’antimycine A). Cette étude démontre l’efficacité de la mesure de la respiration chez les cellules bêta du pancréas unpermeabilized intactes, ainsi que l’effet de deux composés naturels, épicatéchine monomère et curcumine, sur la respiration cellulaire bêta.

<table><tbody><tr><td>O2k Core : Oxygraph-2k</td><td>Oroboros Instruments</td><td>10000-02</td><td>Instrument pour la respirométrie à haute résolution</td></tr><tr><td>DatLab 6 Program</td><td>Oroboros Instruments</td><td>27141-01</td><td>Programme informatique pour l’analyse de la respirométrie à haute résolution</td></tr><tr><td>INS-1 832/13 lignée cellulaire Duke</td><td>University Medical Center</td><td>NONE</td><td>Lignée cellulaire bêta, don du Dr Christopher Newgard</td></tr><tr><td>Curcumine</td><td>Sigma</td><td>C7727</td><td>Prétraitement des cellules bêta</td></tr><tr><td>Cacao épicatéchine monomère</td><td>Institut polytechnique de Virginie et Université d’État</td><td>AUCUN</td><td>Prétraitement des cellules bêta, don du Dr Andrew Neilson</td></tr><tr><td>Trypsine</td><td>Sigma</td><td>T4049</td><td>Pour la culture cellulaire</td></tr><tr><td>RPMI-1640</td><td>Sigma</td><td>R8758</td><td>832/13 média cellulaire bêta</td></tr><tr><td>Sérum fœtal bovin</td><td>Hyclone</td><td>SH30071.03</td><td>832/13 bêta cellule média composant</td></tr><tr><td>Pénicilline-streptomycine</td><td>Sigma</td><td>P4458</td><td>832/13 bêta</td></tr> cellule <tr><td>média HEPES</td><td>Sigma</td><td>H3662</td><td>832/13 bêta cellule média composant/ 1x tampon SAB</td></tr><tr><td>Glutamine</td><td>Caisson</td><td>GLL01</td><td>832/13 bêta</td></tr> cellule média composant <tr><td>Sodium Pyruvate</td><td>Sigma</td><td>S8636</td><td>832/13 bêta cellule média composant</td></tr><tr><td>2-Mercaptoethanol</td><td>Sigma</td><td>M3148</td><td>832/13 bêta cellule</td></tr><tr><td>média composant NaCl</td><td>Fisher</td><td>S271</td><td>Composant de 10x tampon SAB</td></tr><tr><td>KCl</td><td>Sigma</td><td>P9541</td><td>Composant de 10x tampon SAB</td></tr><tr><td>KH2PO4</td><td>Sigma</td><td>P5655</td><td>Composant de 10x tampon SAB</td></tr><tr><td>MgSO4</td><td>Sigma</td><td>M2643</td><td>Composant de 10x tampon SAB</td></tr><tr><td>D-(+)-Glucose Solution</td><td>Sigma</td><td>G8769</td><td>Composant de 1x tampon SAB, chimique pour le dosage</td></tr> de <tr><td>la respiration CaCl2</td><td>Sigma</td><td>C5670</td><td>Composant de 1x tampon SAB</td></tr><tr><td>35 % BSA Solution</td><td>Sigma</td><td>A7979</td><td>Composant de 1x tampon SAB</td></tr><tr><td>NaHCO3</td><td>Sigma</td><td>S5761</td><td>Composant de 1x tampon SAB</td></tr><tr><td>200 proof éthanol</td><td>Sigma</td><td>459844</td><td>Washing Oxygraph O2k Chambres</td></tr><tr><td>Oligomycine A</td><td>Sigma</td><td>O4876</td><td>Produits chimiques pour le test de respiration</td></tr><tr><td>FCCP</td><td>Sigma</td><td>C2920</td><td>Produits chimiques pour le test de respiration</td></tr><tr><td>Anitmycine A</td><td>Sigma</td><td>A8674</td><td>Produits chimiques pour le test de respiration</td></tr><tr><td>BCA Protein Kit</td><td>Thermo Fisher</td><td>23225</td><td>Pour déterminer la concentration en protéines</td></tr></tbody></table>

haute résolution respirométrie pour évaluer la fonction mitochondriale des cellules bêta intactes en présence de composés naturels

High-resolution Respirometry to Measure Mitochondrial Function of Intact Beta Cells in the Presence of Natural Compounds

Haute résolution respirométrie permet la mesure de la consommation d’oxygène des mitochondries isolées, les cellules et les tissus. Cellules bêta jouent un rôle essentiel dans l’organisme de contrôle de la glycémie par le biais de la sécrétion d’insuline en réponse à des concentrations élevées de glucose. La sécrétion d’insuline est contrôlée par le métabolisme du glucose et de la respiration mitochondriale. Mesurer la respiration de la cellule bêta intacte est donc essentiel d’être en mesure d’améliorer la fonction des cellules bêta comme traitement pour le diabète. En utilisant intact 832/13 INS-1 dérivé des cellules bêta, nous pouvons mesurer l’effet de l’augmentation de la concentration de glucose sur la respiration cellulaire. Ce protocole permet de mesurer la respiration cellulaire bêta en présence ou en absence de composés différents, permettant de déterminer l’effet de donné composés sur la respiration cellulaire intacte. Nous démontrons l’effet de deux composés naturels, épicatéchine monomère et curcumine, sur la respiration des cellules bêta sous la présence de faible (2,5 mM) ou des conditions de forte concentration de glucose (16,7 mM). Cette technique peut servir à déterminer l’effet de divers composés sur la respiration de la cellule bêta intacte en présence de différentes concentrations de glucose.

INS-1 832/13 des cellules bêta qui sont préparés et récoltées comme décrit dans le protocole fera la démonstration de modulation de la consommation d’oxygène basés sur les diverses interventions chimiques (Figure 1 a). On observera une augmentation de la respiration lorsque la concentration de glucose est augmentée à 16,7 mM Glucose (Figure 1 b). La respiration diminue lorsque les cellules intactes sont traités avec l’oligomycine A. Cette respiration s’appelle f...

Le but du présent protocole est de mesurer l’effet des changements induite par le glucose de la respiration mitochondriale en présence de composés naturels sur les cellules bêta intact 832/13 à l’aide de respirométrie haute résolution.

Haute résolution respirométrie pour évaluer la fonction mitochondriale des cellules bêta intactes en présence de composés naturels

High-resolution respirometry allows for the measurement of oxygen consumption of isolated mitochondria, cells and tissues. Beta cells play a critical role ...

L’objectif global de cette approche est d’évaluer directement la fonction respiratoire des cellules bêta pancréatiques, dans des conditions de stimulation de l’insuline. Cela peut également être utilisé pour observer l’effet de différents composés sur la fonction respiratoire des cellules bêta. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine de la physiologie des cellules bêta pancréatiques, par exemple si un certain composé a un impact sur la fonction des cellules bêta pancréatiques via des changements dans la respiration.Le principal avantage de cette technique est qu’elle peut être utilisée pour évaluer directement la fonction respiratoire dans les cellules bêta pancréatiques, dans des conditions de stimulation basale et insulinique. La démonstration visuelle de cette méthode est essentielle car les étapes de préparation des cellules et d’utilisation de la machine sont difficiles à apprendre, en raison de la précision requise dans la préparation des cellules et la mesure de la respiration. Pour commencer, cultivez des cellules bêta 832/13 dérivées de l’INS-1 dans du RPMI 1640 supplémenté.Retirez les cellules d’une fiole T75, en ajoutant deux millilitres de trypsine à 0,25 %, et laissez incuber à 37 degrés Celsius pendant 10 minutes. Ensuite, neutralisez la trypsine en ajoutant huit millilitres de milieu RPMI 1640 complet. Diluez 100 microlitres du volume cellulaire dans 900 microlitres de PBS et comptez les cellules à l’aide d’un hémocytomètre.Ensuite, plaquez les cellules à une densité d’un million de cellules par millilitre, dans une boîte de 10 centimètres. Cultivez les cellules dans un incubateur humidifié à 37 degrés Celsius et 5 % de CO2, avant de commencer les expériences de respiration. Changer le milieu 24 heures après le placage et la culture des cellules 832/13 dans un incubateur humidifié à 37 degrés Celsius et 5 % de CO2.Ensuite, traitez les cellules avec un contrôle de véhicule ou dérivé du cacao, le monomère d’épicatéchine, pour une concentration finale de 100 nanomolaires. S’ensuit l’ajout d’un traitement avec culture pendant 24 heures supplémentaires dans un incubateur humidifié, à 37 degrés Celsius et 5 % de CO2. Ensuite, lavez les cellules dans 1 tampon de dosage à faible sécrétion de glucose, ou SAB, pendant cinq minutes.Aspirez le tampon et incubez les cellules dans 1 SAB à faible teneur en glucose pendant trois heures, en changeant le tampon toutes les heures. Après l’incubation, retirez les cellules de la boîte avec un millilitre de trypsine à 0,25 %. Combinez les cellules de trypsine de la boîte traitée avec le contrôle du véhicule, avec quatre millilitres de SAB dans un tube conique de 15 millilitres.De même, combinez le plat traité avec le composé d’intérêt, avec un tampon. Diluez 100 microlitres du volume cellulaire dans 900 microlitres de PBS et comptez les cellules à l’aide d’un hémocytomètre. Diluez 100 microlitres du volume cellulaire dans 900 microlitres de PBS et comptez les cellules à l’aide d’un hémocytomètre.Les données démontrent qu’une concentration d’un million de cellules par millilitre est la plus efficace. Après avoir préparé le respiromètre à haute résolution comme indiqué dans le protocole de texte, ajoutez 2,4 millilitres de 1 tampon SAB à faible teneur en glucose dans chaque chambre d’oxygraphe. Agitez le tampon en continu à l’aide de barres d’agitation magnétiques dans la chambre à 750 tr/min et 37 degrés Celsius, avec un intervalle d’enregistrement des données de 2,0 secondes.Pour ce faire, sélectionnez le bouton F7 et ouvrez l’onglet Systèmes. Poussez les pistons à fond, puis rétractez-les jusqu’au réglage d’aération de la clé. Laissez la machine s’équilibrer pendant au moins une heure jusqu’à ce qu’un flux d’oxygène stable soit obtenu.Ensuite, réglez la machine à 37 degrés Celsius pour la durée de l’expérience. Appuyez sur le bouton F7 et ouvrez l’onglet étiqueté Oxygène O2 pour régler la tension de polarisation à 800 millivolts avec un gain de deux. Équilibrez la concentration d’oxygène du tampon SAB pendant au moins 30 minutes, jusqu’à ce que la variation de la concentration d’oxygène soit stable.Ensuite, sélectionnez une région où le changement de concentration d’oxygène est stable pour établir une mesure d’arrière-plan du changement de concentration d’oxygène, en appuyant sur la touche Maj, en faisant un clic gauche sur la souris et en faisant glisser la souris sur la région sélectionnée. Cliquez sur la lettre associée à la région sélectionnée et changez-la en R1 pour chaque trace correspondant à chacune des deux chambres. Double-cliquez sur la case d’étalonnage O2 dans les coins inférieurs gauche et droit de l’écran.Cliquez sur le bouton Sélectionner la marque pour l’étalonnage de l’air en tant que R1, puis sélectionnez Calibrer et copier dans le presse-papiers pour les deux chambres. Ensuite, chargez 2,4 millilitres d’échantillon dans chaque chambre, en chargeant une chambre avec les cellules traitées par le véhicule de contrôle et une chambre avec des cellules traitées composées dans 1x SAB à faible teneur en glucose. Enfoncez le piston à fond et aspirez le volume résiduel.Remuez les cellules en continu tout au long de l’expérience à 750 tr/min et 37 degrés Celsius pour toutes les étapes suivantes. Faites une marque en cliquant sur F4 et en étiquetant la marque en tant que cellules lors du chargement des échantillons. Mesurez les échantillons pendant 30 minutes.Après la stabilisation du signal, sélectionnez une région du changement de concentration d’oxygène correspondant aux conditions de faible glucose. Ensuite, ajoutez 12,5 microlitres d’une solution de glucose stérile à 45 % dans chaque chambre par l’orifice de chargement en titane à l’aide d’une seringue. Faites une marque étiquetée glucose, lorsque le traitement est ajouté.Laissez le signal se stabiliser et enregistrer la respiration cellulaire jusqu’à ce qu’un flux d’oxygène stable soit atteint. À ce stade, sélectionnez la région du changement de concentration en oxygène pour représenter la lecture de glucose de 16,7 millimolaires, ce qui correspond à des conditions de stimulation. Une fois la stabilisation du signal atteinte, ajoutez un microlitre de cinq millimolaires d’oligomycine A dans chaque chambre par l’orifice de chargement.Faites une marque étiquetée, OligoA, lorsque le traitement est ajouté. Laissez le signal se stabiliser et enregistrer la respiration cellulaire jusqu’à ce qu’un flux d’oxygène stable soit atteint. Une fois que le flux d’oxygène stable est atteint, sélectionnez cette zone de la courbe.L’oligomycine A inhibe l’ATP synthase et donc le seul flux d’oxygène qui se produit est par fuite d’électrons et non par phosphorylation oxydative. Ensuite, ajoutez un FCCP millimolaire par incréments d’un microlitre jusqu’à ce qu’une fréquence respiratoire maximale soit établie. Cela représente une respiration découplée maximale.Entre trois et quatre microlitres de FCCP, est suffisant pour induire une respiration découplée maximale des cellules bêta 832/13 dérivées de l’INS-1. Faites une marque étiquetée, FCCP lorsque le traitement est ajouté. Laissez le signal se stabiliser et enregistrer la respiration cellulaire jusqu’à ce qu’un flux d’oxygène stable soit atteint.Sélectionnez ensuite cette zone de la courbe. Le FCCP est un agent de découplage, permettant de mesurer la respiration découplée. Une fois la stabilisation du signal atteinte, ajoutez un microlitre de cinq millimolaires d’antimycine A dans chaque chambre par l’orifice de chargement.Faites une marque étiquetée AntiA lorsque le traitement est ajouté et répétez la procédure de sélection de courbe. Entrez le nombre de cellules par millilitre utilisées dans le dosage, en appuyant sur le bouton F3 du programme d’analyse du respiromètre. Changez les unités en cellules par millilitre, entrez la concentration cellulaire et changez le milieu en SAB.Sélectionnez les lectures de fond pour normaliser les données en sélectionnant et en entrant dans le formulaire d’étalonnage de l’oxygène. Faites des sélections de lectures parmi 2,5 millimolaires de glucose, 16,7 millimolaires de glucose, d’oligomycine A, de FCCP et d’antimycine A.Dans le cadre du programme d’analyse du respiromètre, entrez la concentration de protéines et sélectionnez les valeurs moyennes appropriées pour chaque traitement lors de la mesure de la respiration. Ensuite, cliquez sur F2 et cliquez sur la fonction Copier dans le presse-papiers.Cela permet d’exporter les données pour les utiliser dans d’autres programmes d’analyse. Utilisez les valeurs négatives de la pente O2 pour les calculs. Compiler les données pour trois à cinq séries indépendantes de témoins traités par véhicule et de cellules traitées à des composés naturels afin de déterminer l’effet sur la respiration cellulaire intacte des cellules bêta 832/13 dérivées de l’INS-1.Les cellules bêta 832/13 dérivées de l’INS-1 intactes présentent une augmentation de l’utilisation de l’oxygène induite par le glucose. Il est essentiel d’utiliser le nombre approprié de cellules. Les résultats recueillis dans cette expérience démontrent qu’un million de cellules par millilitre est la quantité optimale.Les cellules bêta 832/13 dérivées de l’INS-1 traitées avec de la curcumine ne montrent aucun changement dans la respiration globale. À l’inverse, les cellules bêta 832/13 dérivées de l’INS-1 traitées avec des épicatéchines de cacao monomères avaient une respiration accrue à 2,5 millimolaires de glucose et 16,7 millimolaires de glucose. Une respiration accrue est également observée pendant l’état de fuite, qui est l’état respiratoire basal non phosphorylant, ainsi que la respiration du système de transport d’électrons ou l’état ETS, qui est la respiration maximale.Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon d’évaluer directement la fonction respiratoire des cellules bêta pancréatiques dans des conditions de stimulation de l’insuline. Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en cinq heures si elle est exécutée correctement. Lors de la tentative de cette procédure, il est important de se rappeler de prétraiter les cellules avec un tampon SAB à faible teneur en glucose et d’obtenir un nombre précis de cellules pour le test.En général, les personnes qui débutent dans cette méthode auront du mal à obtenir la bonne quantité de cellules pour des mesures efficaces. Avec trop de cellules, le signal est difficile à évaluer et avec trop peu, le signal n’est pas assez élevé pour être mesuré de manière cohérente. Les implications de cette technique s’étendent au traitement ou au diagnostic du diabète et de toute condition affectée par des modifications de la fonction des cellules bêta pancréatiques, car la respiration mitochondriale est un élément essentiel du fonctionnement de la sécrétion d’insuline.Après cette procédure, d’autres méthodes telles que la sécrétion d’insuline stimulée par le glucose peuvent être effectuées afin de répondre à des questions supplémentaires, telles que, quel est l’effet de ces composés sur la sécrétion d’insuline ? Bien que cette méthode puisse donner un aperçu de la fonction des cellules bêta, elle peut également être appliquée à d’autres systèmes, tels que les analyses musculaires, hépatiques, adipeuses et autres analyses respiratoires mitochondriales.

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Research

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JoVE Journal

Biology

Biologie

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Préparation et respirométrique évaluation des mitochondries isolées de tissu musculaire squelettique Obtenu par biopsie percutanée aiguille

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Haute résolution Respirométrie pour évaluer la fonction mitochondriale dans perméabilisées et des cellules intactes

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