Name: Aanhoudende toediening van β-cel mitogenen om Intact Mouse Islets Ex Vivo Bioafbreekbare poly (melkzuur-co-glycolzuur) Microspheres (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-11-05T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 31 s
Description: Leer hoe je PLGA-microsferen gebruikt voor aanhoudende afgifte van verbindingen aan intacte muizen-eilandjes van Langerhans. Deze methode onderzoekt de effecten op bètacelproliferatie en opent mogelijkheden voor diabetesonderzoek.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

De auteurs willen Bethany Carboneau (Vanderbilt University) bedanken voor het kritiek lezen van dit manuscript. We danken ook Anastasia Coldren (Vanderbilt University Medical Center Islet Procurement and Analysis Core) voor het isoleren van eilandjes, en Dr. Alvin C. Powers (Vanderbilt University Medical Center) en Dr. David Jacobson (Vanderbilt University) voor het gebruik van hun centrifuge en weefselkweekfaciliteit. Dit onderzoek maakte gebruik van de Islet Procurement and Analysis Core van het Vanderbilt Diabetes Research and Training Center, ondersteund door NIH-subsidie DK20593. Dit werk werd ondersteund door een American Heart Association Postdoctoral Fellowship (14POST20380262) aan R.C.P., en subsidies van de Juvenile Diabetes Research Foundation (1-2011-592), en het Department of Veterans Affairs (1BX00090-01A1) aan M.A.G.

Alle procedures werden goedgekeurd en uitgevoerd volgens de Vanderbilt Institutional Animal Care en gebruik Committee. 1. Labeling COI met Fluorofoor (optioneel) <ol><li> Kies een fluorescente kleurstof die reageren met een vrij primair amine (bijvoorbeeld een eiwit), zoals succinimidyl esters of fluoresceïne derivaten op microsfeer lading visualiseren. Ontbinden 8x molaire overmaat (ten opzichte van mol COI) fluorofoor in 200 gl dimethylsulfoxide (DMSO). </li><li> Resuspendeer 50 mg COI tot een eindvolume van 800 pl in een drageroplossing (eindconcentratie van 62,5 ng / ul). De drageroplossing hangt af van de bron van de COI. LET OP: Typisch voertuig oplossingen omvatten fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS) of DMSO. </li><li> Voeg alle van de fluorofoor / DMSO-oplossing van stap 1.1 en resuspendeer de COI. Vortex overnacht bij 4 ° C. Alternatief vortex het reactiemengsel bij kamertemperatuur(RT) gedurende 4 uur. </li><li> Naar aanleiding van de etikettering reactie, verwijder overtollig fluorofoor met een ontzouten kolom. <ol><li> Drain opslagbuffer uit ontzoutingskolom en spoelen met 16 ml gedeïoniseerd water. Gooi alle stroom door. </li><li> Voeg de fluorescent gelabelde COI de ontzoutingskolom. Elueer met 1,2 ml gedeïoniseerd water en laat de stroom door. </li><li> Herhaal elutiestap nog vier keer, telkens toevoegen van 1,2 ml gedeïoniseerd water en de stroom verzamelen door middel van een afzonderlijk monster. </li><li> Freeze alle verzamelde doorstroming monsters bij -80 ° C en lyofiliseren volgens de instructies van de fabrikant gedurende 24 uur. </li></ol></li></ol> 2. COI-loaded microbolvormpreparaat via het water-in-olie-in-water emulsie werkwijze met oplosmiddelverdamping <ol><li> Voeg 1 mg fluorescent gelabelde COI tot 100 pl gedeïoniseerd water tot de eerste waterfase (W1) vormen. </li><li> Los op 65 mg van poly (melkzuur-co-glycolzuur acid) (50:50 lactide: glycolide, molecuulgewicht 54.000 - 69.000) in 750 pl methyleenchloride in een microcentrifugebuis. Ultrasonicate voor 10 - 30 sec (bij 160 W) om de PLGA volledig op te lossen. Dit vormt de oliefase (O). </li><li> Voeg alle van de W1 fase gegenereerd in stap 2.1 van de O fase in een druppelsgewijze manier. Emulgeren met een hand gehouden homogenisator bij 20.000 tpm gedurende 30 seconden om de W1 / O-fase vormen. </li><li> Voeg alle W1 / O-fase in een druppelsgewijze wijze 15 ml van een 1% (gewicht / volume) waterige poly (vinylalcohol) oplossing (PVA) en emulgeren onder toepassing van een draagbare homogenisator bij 20.000 tpm gedurende 30 sec . </li><li> Overdracht van al de emulsie opgewekt in stap 2.4 een 200 ml rondbodemkolf en onder een 635 mm Hg vacuüm met een rotatieverdamper gedurende 1 uur om het oplosmiddel te verwijderen en het genereren van de waterfase. </li><li> Aliquot 1 ml van de waterige fase geproduceerd in stap 2,5 tot veertien microcentrifugebuizen. Centrifugeren van de oplossing in microcentrifugebuizen van 7500xg gedurende 8 minuten. Opmerking: In deze stap worden de microbolletjes aanwezig in de resterende waterige oplossing en geconcentreerd tot de bodem van de microcentrifugebuis. </li><li> Verwijder voorzichtig 900 pi oplossing van de microcentrifuge buizen met een micropipet, pipetteren om de microsferen niet storen aan de onderkant van de microcentrifugebuis. <ol><li> Was de overmaat PVA microbolletjes door toevoeging van 1 ml gedeïoniseerd water aan elke microcentrifugebuis. Centrifugeer bij 7500 xg gedurende 8 min en opnieuw verwijder voorzichtig 900 pi oplossing van de microcentrifuge buizen met een micropipet, pipetteren om de microsferen niet storen aan de onderkant van de microcentrifugebuis. OPMERKING: De resterende 100 pl waterige oplossing de gegenereerde microsferen. </li></ol></li><li> Bevries de microsfeer waterige oplossing geproduceerd in stap 2,7 bij -80 ° C. </li><li> Lyophilize microsferen met een vriesdroger volgens de fabrikantinstructies en bewaar bij -20 ° C. OPMERKING: Meten beladingsgraad van de COI door het volledig oplossen van PLGA microsferen en het bepalen van de eiwitconcentratie opzichte van een standaardkromme van vrij eiwit 7. </li><li> Als negatieve controle, genereert een batch &quot;blanco&quot; microbolletjes (hierna controlemicrosferen). Opmerking: Het produceren van controlemicrosferen is identiek aan de vorming van hydrofiele COI-geladen microsferen, zonder COI Naast 800 gl van het voertuig in stap 1,2. Match controle deeltjes in de massa concentratie van PLGA ten opzichte van COI geladen PLGA microsferen voor β-cel mitogeen assay. </li></ol> 3. Voorbereiding van Islet voedingsbodems en pre-assay Media <ol><li> Bereid 200 ml media voor de kweek van intacte muizen eilandjes: RPMI 1640 medium aangevuld met 11 mM glucose, 10% paardenserum, 100 U / ml penicilline G en 100 ug / ml streptomycine (hierna islaat cultuur media). LET OP 1: In tegenstelling tot foetaal runderserum (FBS), paardenserum ontbreekt placenta lactogeen, een inductor van β-cel proliferatie, die analyse verwart in de proliferatie-assay. NB 2: Zoals de PLGA microsferen niet voor gebruik worden gesteriliseerd, de toevoeging van antibiotica aan het kweekmedium is cruciaal om microbiologische besmetting te voorkomen. </li><li> Verwijder 25 ml van eilandje cultuur media met een elektronische pipet en plaats in een 50 ml conische buis. Vul het 25 eilandje ml kweekmedium in de 50 ml conische buis met een eindconcentratie van 0,2 mM EGTA aan de pre-test media genereren. NB: De toevoeging van EGTA los mild cel-cel contacten in de eilandjes zonder dat eilandje architectuur. Dit helpt ervoor te zorgen de COI kan de binnenste cellen van het eilandje te bereiken en helpt necrose van de centrale eilandje te voorkomen. </li></ol> 4. Het kweken van de Intact Mouse Islets <ol><li> Isoleer intacte eilandjes uit een vooraf geselecteerde stam, geslacht, age en genotype van muizen na een routine collagenase vertering van de alvleesklier 8,9. Pool eilandjes met elkaar uit als monsters. </li><li> Aliquot 40 eilandjes in een putje van een 96-well weefselkweekplaat in 200 gl kweekmedium eilandje. Visueel size-match eilandjes per putje (een exacte beoordeling van de eilandjes van Langerhans gelijkwaardigheid (IEQ) tussen de monsters is niet nodig). Vul lege putten direct grenzend aan putjes met eilandjes met 200 ul steriel water om een ​​verdamping buffer te voorzien. Cultuur eilandjes media overnacht bij 37 ° C onder een atmosfeer van 95% lucht en 5% CO2. </li></ol> 5. Re-opschorting van de COI-loaded and Control PLGA microsferen <ol><li> Na overnacht eilandje herstel resuspendeer microsferen door het toevoegen van pre-testmedium een ​​aliquot van gevriesdroogde COI-beladen PLGA microsferen zodanig dat de eindconcentratie van COI in de microcentrifugebuis is 10 ng / pl (de hoeveelheid COI aanwezig is in een bepaalde hoeveelheid de gegenereerde microsPheres werd bepaald in stap 2.9). Ultrasone trillingen de geresuspendeerde COI-beladen microbolletjes in een ijswaterbad gedurende 10 minuten bij 160 W met 10 sec lange pulsen bij 4 ° C. </li><li> Resuspendeer control PLGA microbolletjes met hetzelfde volume van pre-testmedium toegevoegd aan een gelijke hoeveelheid van gevriesdroogde controle PLGA microsferen. Ultrasone trillingen de geresuspendeerde control PLGA microsferen in een ijswaterbad gedurende 10 minuten bij 160 W met 10 sec lange pulsen bij 4 ° C. </li><li> Visueel bevestigen microsferen worden verspreid door pipetteren 2 pl gesuspendeerd microsferen tussen twee dekglaasjes. Visualiseren microsferen met een 40X objectief op epifluorescentie of helderveld microscoop. </li><li> Indien significante aggregatie van microsferen is nog zichtbaar, ultrasone trillingen in een ijswaterbad gedurende nog 10 minuten bij 160 W met 10 sec lange pulsen bij 4 ° C en herhaal visualisatie geresuspendeerde microsferen. </li></ol> 6. Behandeling van eilandjes met COI-geladen of control PLGA microsferen &lt;/ P&gt; <ol><li> Voor iedere put worden behandeld met COI-geladen microsferen, bereid testmedium door verdunning van de 10 ng / ul van de geresuspendeerde COI microsferen met vooraf testmedium een ​​eindvolume van 100 pl en een vooraf bepaalde eindconcentratie. OPMERKING: De optimale eindconcentratie van het eiwit varieert van COI voor deze test. Idealiter een reeks eindconcentraties worden getest. </li><li> Voor iedere put worden gebruikt als een controle, bereid control testmedium door verdunning van de geresuspendeerde control PLGA microbolletjes gegenereerd in stap 5.2 met dezelfde verdunningsvolume gebruikt om de COI-beladen microbolletjes verdunnen in stap 6,1. OPMERKING: Eilandjes behandeld met controle testmedium zal dienen als een negatieve controle voor de detectie van enig effect de lege microsferen kunnen hebben op de experimentele resultaten mogelijk. </li><li> Verwijder voorzichtig 100 ul van eilandje cultuur media uit elk putje met een micropipet zodanig dat er geen eilandjes zijn losgeraakt van de putten. Zachtjes voeg 100 μl testmedium of 100 pl control testmedium aan elk putje. </li><li> Incubeer eilandjes bij 37 ° C onder een atmosfeer van 95% lucht en 5% CO2 gedurende drie dagen. </li></ol> 7. Verspreiden Intact Eilandjes op Microscope Slides <ol><li> Na drie dagen, gebruik een micropipet voorzichtig verwijdert en weggooit testmedium uit alle putjes zodat geen eilandjes verwijderen. Zachtjes voeg 200 ul PBS om eilandjes om ze te wassen van de test media. Verwijder voorzichtig en gooi PBS met een micropipet en voorzichtig weer wassen eilandjes met een extra 200 ul PBS. </li><li> Verwijdert en weggooit PBS met een micropipet en voeg 100 ul van 0,025% trypsine, 2 mM EDTA. Incubeer bij kamertemperatuur gedurende 3 min. Pipet eilandjes in de trypsine-EDTA-oplossing op en neer elke 2 min totdat eilandjes visueel bevestigd worden gedispergeerd in afzonderlijke cellen (sommige kleine klompjes cellen nog steeds aanwezig kan zijn) met een lichtmicroscoop. Breng de gehele volume van elk putje individuelely in labeled- microcentrifugebuizen. </li><li> Voeg 400 ul eilandcellen kweekmedium aan elke microcentrifugebuis met de trypsine-gemedieerde dissociatie stoppen. </li><li> Centrifuge monsters 5 min bij 100 xg bij 4 ° C tot pellet eilandje cellen onderaan microcentrifugebuizen. </li><li> Verwijder voorzichtig supernatant met behulp van een micropipet, en resuspendeer pellet in 200 ui verse eilandje cultuur media. </li><li> Met behulp van een cyto-centrifuge, centrifuge gescheiden eilandjes op 140 g gedurende 3 min op een toeslag van microscoopglaasjes. </li><li> Lucht drogen dia&#39;s bij kamertemperatuur gedurende 10 min, dan trek een kader rond de gedissocieerde eilandjes met een hydrofobe markering pen. </li><li> Fix cellen met 75 pi 4% paraformaldehyde (PFA) bij KT gedurende 10 min. Verwijderen 4% PFA en voorzichtig te wassen cellen in 75 ui PBS twee keer. Na wassen doorlaatbaar cellen met 75 pi 0,2% Triton X-100 in PBS gedurende 10 min. Daarna wassen cellen met 75 pl PBS. Let op: PFA is bekend allergeen, kankerverwekkend en giftig. </li></ol&gt; 8. Immunofluorescentie Labeling van Gescheiden eilandjes voor insuline en de Cell Proliferation Marker, Ki67 <ol><li> Bereid een vochtige kamer door twee natte papieren handdoeken in de bodem van een 100 dia capaciteit microscoopglaasje vak. </li><li> Plaats dia&#39;s plat neer (cellen naar boven) in vochtige kamer. Bereiden monsters voor labeling door opzuigen van de PBS uit de vorige wasstap met behulp van een micropipet en het toevoegen van 75 ul van blokkeeroplossing (5% Normal Donkey Serum (NDS) in PBS) aan elk objectglaasje om niet-specifieke binding van antilichamen aan de specimens blokkeren. Incubeer dia&#39;s in blokkeeroplossing gedurende 1 uur bij KT. </li><li> Voorzichtig aspireren blokkeeroplossing behulp van een micropipet en voeg 75 ul van primaire antilichaamoplossing die cavia anti-insuline en konijn anti-Ki67-antilichamen verdund 1 ug / ml in 5% NDS in PBS. Incubeer bij kamertemperatuur gedurende 1 uur. LET OP: Alternative markers van celproliferatie omvatten uitdijende cel nucleair antigen (PCNA) en phosphohistone H3 (PH3), </li><li> Zuig primaire antilichaamoplossing met behulp van een micropipet en spoel de cellen met 75 pl PBS. Aspireren PBS met behulp van een micropipet en spoel cellen twee keer met telkens 75 pi PBS. Incubeer elk monster met 75 ul anti-cavia Cy5 secundair antilichaam en anti-konijn Cy3 secundair antilichaam verdund tot 2 ug / ml in blokkeeroplossing gedurende 1 uur bij KT. OPMERKING: Gebruik secundaire antilichamen gemerkt met dezelfde of overlappende fluorofoor spectraal reeds werd toegepast om de microsferen te labelen. </li><li> Aspireren secundaire antilichaamoplossing met behulp van een micropipet en incubeer bij 75 ui 300 nM DAPI in PBS gedurende 3 minuten bij kamertemperatuur. Aspireren DAPI behulp van een micropipet en spoelen in gedeïoniseerd water gedurende 5 minuten. </li><li> Zuig water uit monsters met behulp van een micropipet. Spot een druppel (ongeveer 100 pl) van sneldrogende montage oplossing die antifade reagens op een glazen dekglaasje. Keren de microscoopglaasje monster naar beneden, onto de montage oplossing. Druk voorzichtig op het dekglaasje tegen de schuif met behulp van een pipet tip om bellen te verwijderen en veeg overtollige vloeistof weg met een zachte reiniging weefsel. Laat dekglaasjes een nacht drogen bij kamertemperatuur. </li></ol> 9. Image Acquisition and Analysis <ol><li> Gebruik een epifluorescentiemicroscoop met een aangesloten camera voor het overname. Voor elke fluorofoor, het bepalen van de optimale belichtingstijd (typisch 20 msec voor DAPI, 40-80 msec voor insuline, en 250 msec voor Ki67). Zorg ervoor dat beeldopname parameters gelijk voor alle monsters. </li><li> Voor elk monster handmatig tellen 3000 insuline-positieve cellen en die tellen hoeveel ook Ki67-positieve. Tellen alleen de insuline-positieve cellen die een welomschreven en duidelijk zichtbare kern hebben. Bereken het percentage prolifererende β-cellen voor elk monster door het aantal Ki67-positieve / insuline-positieve cellen te delen door het totale aantal insuline-positieve cellen en vermenigvuldigen met 100. </li><li> na determining het percentage prolifererende β-cellen voor elk monster te bepalen of een statistisch significant verschil in β-celproliferatie bestaat tussen controle en experimentele monsters door het analyseren van resultaten met een one-way ANOVA met behulp van commercieel beschikbare statistische software. </li></ol>

<ol><li>Butler, A. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Beta-cell+deficit+and+increased+beta-cell+apoptosis+in+humans+with+type+2+diabetes%5BTitle%5D)+AND+%22Diabetes%22%5BJournal%5D)">Beta-cell deficit and increased beta-cell apoptosis in humans with type 2 diabetes.</a> Diabetes. 52 (1), 102-110 (2003).</li>
<li>Levy, J., Atkinson, A. B., Bell, P. M., McCance, D. R., Hadden, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Beta-cell+deterioration+determines+the+onset+and+rate+of+progression+of+secondary+dietary+failure+in+type+2+diabetes+mellitus%3A+the+10-year+follow-up+of+the+Belfast+Diet+Study%5BTitle%5D)+AND+%22Diabet+Med%22%5BJournal%5D)">Beta-cell deterioration determines the onset and rate of progression of secondary dietary failure in type 2 diabetes mellitus: the 10-year follow-up of the Belfast Diet Study.</a> Diabet Med. 15 (4), 290-296 (1998).</li>
<li>Bouwens, L., Rooman, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regulation+of+pancreatic+beta-cell+mass%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Rev%22%5BJournal%5D)">Regulation of pancreatic beta-cell mass.</a> Physiol Rev. 85 (4), 1255-1270 (2005).</li>
<li>McCall, M., Shapiro, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Update+on+islet+transplantation%5BTitle%5D)+AND+%22Cold+Spring+Harb+Perspect+Med%22%5BJournal%5D)">Update on islet transplantation.</a> Cold Spring Harb Perspect Med. 2 (7), 007823(2012).</li>
<li>Danhier, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PLGA-based+nanoparticles%3A+an+overview+of+biomedical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22J+Control+Release%22%5BJournal%5D)">PLGA-based nanoparticles: an overview of biomedical applications.</a> J Control Release. 161 (2), 505-522 (2012).</li>
<li>Skelin, M., Rupnik, M., Cencic, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pancreatic+beta+cell+lines+and+their+applications+in+diabetes+mellitus+research%5BTitle%5D)+AND+%22ALTEX%22%5BJournal%5D)">Pancreatic beta cell lines and their applications in diabetes mellitus research.</a> ALTEX. 27 (2), 105-113 (2010).</li>
<li>Rui, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlled+release+of+vascular+endothelial+growth+factor+using+poly-lactic-co-glycolic+acid+microspheres%3A+in+vitro+characterization+and+application+in+polycaprolactone+fumarate+nerve+conduits%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomater%22%5BJournal%5D)">Controlled release of vascular endothelial growth factor using poly-lactic-co-glycolic acid microspheres: in vitro characterization and application in polycaprolactone fumarate nerve conduits.</a> Acta Biomater. 8 (2), 511-518 (2012).</li>
<li>Lacy, P. E., Kostianovsky, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Method+for+the+isolation+of+intact+islets+of+Langerhans+from+the+rat+pancreas%5BTitle%5D)+AND+%22Diabetes%22%5BJournal%5D)">Method for the isolation of intact islets of Langerhans from the rat pancreas.</a> Diabetes. 16 (1), 35-39 (1967).</li>
<li>Szot, G. L., Koudria, P., Bluestone, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Murine+pancreatic+islet+isolation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Murine pancreatic islet isolation.</a> J Vis Exp. (7), e255(2007).</li>
<li>Mukherjee, B., Santra, K., Pattnaik, G., Ghosh, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation%2C+characterization+and+in-vitro+evaluation+of+sustained+release+protein-loaded+nanoparticles+based+on+biodegradable+polymers%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Nanomedicine%22%5BJournal%5D)">Preparation, characterization and in-vitro evaluation of sustained release protein-loaded nanoparticles based on biodegradable polymers.</a> Int J Nanomedicine. 3 (4), 487-496 (2008).</li>
<li>Riley, K. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Connective+tissue+growth+factor+modulates+adult+beta-cell+maturity+and+proliferation+to+promote+beta-cell+regeneration+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Diabetes%22%5BJournal%5D)">Connective tissue growth factor modulates adult beta-cell maturity and proliferation to promote beta-cell regeneration in mice.</a> Diabetes. 64 (4), 1284-1298 (2015).</li>
<li>Mosser, R. E., Gannon, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+assay+for+small+scale+screening+of+candidate+beta+cell+proliferative+factors+using+intact+islets%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechniques%22%5BJournal%5D)">An assay for small scale screening of candidate beta cell proliferative factors using intact islets.</a> Biotechniques. 55 (6), 310-312 (2013).</li>
<li>Carvell, M. J., Marsh, P. J., Persaud, S. J., Jones, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((E-cadherin+interactions+regulate+beta-cell+proliferation+in+islet-like+structures%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Physiol+Biochem%22%5BJournal%5D)">E-cadherin interactions regulate beta-cell proliferation in islet-like structures.</a> Cell Physiol Biochem. 20 (5), 617-626 (2007).</li>
<li>Wakae-Takada, N., Xuan, S., Watanabe, K., Meda, P., Leibel, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+basis+for+the+regulation+of+islet+beta+cell+mass+in+mice%3A+the+role+of+E-cadherin%5BTitle%5D)+AND+%22Diabetologia%22%5BJournal%5D)">Molecular basis for the regulation of islet beta cell mass in mice: the role of E-cadherin.</a> Diabetologia. 56 (4), 856-866 (2013).</li>
<li>Gavrieli, Y., Sherman, Y., Ben-Sasson, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identification+of+programmed+cell+death+in+situ+via+specific+labeling+of+nuclear+DNA+fragmentation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Identification of programmed cell death in situ via specific labeling of nuclear DNA fragmentation.</a> J Cell Biol. 119 (3), 493-501 (1992).</li>
<li>Kuo, L. J., Yang, L. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gamma-H2AX+-+a+novel+biomarker+for+DNA+double-strand+breaks%5BTitle%5D)+AND+%22In+Vivo%22%5BJournal%5D)">Gamma-H2AX - a novel biomarker for DNA double-strand breaks.</a> In Vivo. 22 (3), 305-309 (2008).</li>
<li>Daoud, J., Rosenberg, L., Tabrizian, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pancreatic+islet+culture+and+preservation+strategies%3A+advances%2C+challenges%2C+and+future+outlook%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Transplant%22%5BJournal%5D)">Pancreatic islet culture and preservation strategies: advances, challenges, and future outlook.</a> Cell Transplant. 19 (12), 1523-1535 (2010).</li>
<li>Carter, J. D., Dula, S. B., Corbin, K. L., Wu, R., Nunemaker, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+practical+guide+to+rodent+islet+isolation+and+assessment%5BTitle%5D)+AND+%22Biol+Proced+Online%22%5BJournal%5D)">A practical guide to rodent islet isolation and assessment.</a> Biol Proced Online. 11, 3-31 (2009).</li>
<li>Xu, Q., He, C., Xiao, C., Chen, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reactive+Oxygen+Species+%28ROS%29+Responsive+Polymers+for+Biomedical+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Macromol+Biosci%22%5BJournal%5D)">Reactive Oxygen Species (ROS) Responsive Polymers for Biomedical Applications.</a> Macromol Biosci. 16 (5), 635-646 (2016).</li>
<li>Makadia, H. K., Siegel, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Poly+Lactic-co-Glycolic+Acid+%28PLGA%29+as+Biodegradable+Controlled+Drug+Delivery+Carrier%5BTitle%5D)+AND+%22Polymers+%28Basel%29%22%5BJournal%5D)">Poly Lactic-co-Glycolic Acid (PLGA) as Biodegradable Controlled Drug Delivery Carrier.</a> Polymers (Basel). 3 (3), 1377-1397 (2011).</li>
<li>Cui, F., Shi, K., Zhang, L., Tao, A., Kawashima, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biodegradable+nanoparticles+loaded+with+insulin-phospholipid+complex+for+oral+delivery%3A+preparation%2C+in+vitro+characterization+and+in+vivo+evaluation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Control+Release%22%5BJournal%5D)">Biodegradable nanoparticles loaded with insulin-phospholipid complex for oral delivery: preparation, in vitro characterization and in vivo evaluation.</a> J Control Release. 114 (2), 242-250 (2006).</li>
<li>Kavanaugh, T. E., Werfel, T. A., Cho, H., Hasty, K. A., Duvall, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Particle-based+technologies+for+osteoarthritis+detection+and+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Drug+Deliv+Transl+Res%22%5BJournal%5D)">Particle-based technologies for osteoarthritis detection and therapy.</a> Drug Deliv Transl Res. , (2015).</li>
<li>Joshi, R. V., Nelson, C. E., Poole, K. M., Skala, M. C., Duvall, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dual+pH-+and+temperature-responsive+microparticles+for+protein+delivery+to+ischemic+tissues%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Biomater%22%5BJournal%5D)">Dual pH- and temperature-responsive microparticles for protein delivery to ischemic tissues.</a> Acta Biomater. 9 (5), 6526-6534 (2013).</li>
<li>Poole, K. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ROS-responsive+microspheres+for+on+demand+antioxidant+therapy+in+a+model+of+diabetic+peripheral+arterial+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">ROS-responsive microspheres for on demand antioxidant therapy in a model of diabetic peripheral arterial disease.</a> Biomaterials. 41, 166-175 (2015).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

De studie van β-celproliferatie in kweek wordt gewoonlijk afgeremd door een aantal moeilijkheden. Eerst worden geïmmortaliseerde β-cellijnen gekarakteriseerd door een hogere graad van proliferatie dan wat in endogene β-cellen in levende eilandjes. Bovendien zijn deze geïmmortaliseerde cellijnen missen de normale architectuur essentieel voor normale β-celfunctie. Deze twee feiten maken het moeilijk om te bepalen of de resultaten verkregen met β-geïmmortaliseerde cellijnen opgaan wanneer getest in vivo of geheel ...

Pancreatische β-cellen zijn de enige insulineproducerende cellen in het lichaam en is essentieel voor bloedglucose homeostase. Terwijl gezonde individuen voldoende β-celmassa en functionaliteit, om goed te reguleren bloedglucose, zijn individuen met diabetes gekenmerkt door onvoldoende β-celmassa en / of functie 1,2. Het is voorgesteld dat het induceren van proliferatie β-cel kan uiteindelijk stijgen β-celmassa en herstellen glucose homeostase bij patiënten met diabetes 3. Echter, beoordeling en validatie van mogelijke β-celproliferatieve verbindingen intacte eilandjes noodzakelijk voor effectieve therapieën kunnen worden ontwikkeld. Transplantatie van postmortale menselijke eilandjes in personen met diabetes herstelt bloedglucose homeostase enige tijd, maar de beschikbaarheid en het succes van deze experimentele procedure wordt gehinderd door een gebrek aan menselijke eilandjes voor transplantatie en ß-celdood in de eilandjes achtersteer transplantatie 4. Zelfs met de ontdekking van factoren die vermenigvuldiging van insulineproducerende cellen induceren een belangrijke uitdaging bestaat nog verwezenlijken van deze factoren relevante sites in vivo. Een strategie voor duurzame lokale afgifte van β-celproliferatieve verbindingen poly (melkzuur-co-glycolzuur) (PLGA). PLGA heeft een gebruiksgeschiedenis in FDA goedgekeurde geneesmiddel levering producten vanwege de hoge veiligheid, biologische afbreekbaarheid en afgiftekinetiek verlengde 5. Specifiek PLGA is een copolymeer van lactide en glycolide dat afbreekt door hydrolyse met water, hetzij in vivo of in kweek in melkzuur en glycolzuur, zijn natuurlijk voorkomende metabolieten in het lichaam. De ingekapselde geneesmiddel verbinding kan worden vrijgegeven in de omgeving van zowel diffusie en / of afbraak gecontroleerde afgiftemechanismen. Inkapseling van COI beschermt tegen enzymatische degradatie, verbetering van de biobeschikbaarheid van het reagens ten opzichte unencapsulated COI 5. Wij stellen voor dat PLGA microsferen kunnen worden gebruikt om kandidaat-verbindingen intacte eilandjes dienen in cultuur, en uiteindelijk in vivo. Het testen van de werkzaamheid van PLGA tot β-cel mitogenen toedienen aan eilandjes ex vivo kritisch voor transplantatie protocol worden onderzocht. Momenteel is er geen techniek om proliferatie β-cellen in levende dieren te meten. Experimenten om de effectiviteit van mogelijke proliferatieve verbindingen in vivo te beoordelen vereisen daarom toediening van deze verbindingen levende dieren, met daaropvolgend dissectie en verwerking van pancreata voor immunokleuring. Dergelijke protocollen zijn duur en arbeidsintensief en vereisen de verbinding systemisch worden toegediend, zonder garantie dat de eilandjes bereiken. Omgekeerd verschillende β-geïmmortaliseerde cellijnen beschikbaar voor de studie van insulineproducerende cellen in kweek, maar deze cellijnen missen het eilandje architectuur en environment gevonden in levende organismen 6. Β-geïmmortaliseerde cellijnen worden ook gekenmerkt door een opvallend hoger dan replicatie endogene β-cellen in vivo, waardoor complicerende analyse van verbindingen die proliferatie induceren. In deze studie beschrijven we een protocol dat intacte eilandjes geïsoleerd uit volwassen muizen gebruikt. In tegenstelling tot de β-cellijnen, intact eilandjes behouden normale eilandje architectuur. Ook in tegenstelling tot experimenten in vivo toediening proliferatieve verbindingen direct gekweekte intacte eilandjes vermindert de hoeveelheid reagentia die nodig zijn om nauwkeurig proliferatie β-cel. De huidige studie gebruikt PLGA een COI beheren, in dit voorbeeld, recombinante humane bindweefselgroeifactor (rhCTGF). De hier beschreven methode geeft een aanzienlijk voordeel ten opzichte van de toediening van ruwe verbinding gekweekte eilandjes omdat het zorgt voor een continue afgifte van de verbinding in the media. Met name kan deze test worden aangepast aan een grote verscheidenheid aan eiwitten en antilichamen van belang intacte eilandjes dienen. Endocrine effecten op andere celtypen, waaronder α-cellen kunnen worden geanalyseerd.

<table><tbody><tr><td>Oregon Green 488 Carboxylic Acid, Succinimidyl Ester, 6-isomer</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>O6149</td><td>Voor het labelen van COI met fluorofoor</td></tr><tr><td>DMSO Dimethyl Sulfoxide</td><td>Fisher BioReagents</td><td>BP231-1</td><td>Voor het oplossen van fluorofoor in stap 1</td></tr><tr><td>Disposable PD-10 Desalting Columns</td><td>GE Healthcare</td><td>17-0851-01</td><td>Desalting kolom gebruikt in stap 1</td></tr><tr><td>Resomer RG 505, Poly(D,L-lactide-co-glycolide), ester beëindigd, moleculair gewicht 54.000 - 69.000</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>739960</td><td>Gebruikt bij de generatie van microsferen in stap 2</td></tr><tr><td>Poly(vinyl alcohol) moleculair gewicht 89.000 - 98.000</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>341584</td><td>Gebruikt bij de generatie van microsferen in stap 2</td></tr><tr><td>RPMI 1640</td><td>Thermo Scientific</td><td>11879-020</td><td>Voor het kweken van eilandjes</td></tr><tr><td>Dextrose Anhydrous</td><td>Fisher BioReagents</td><td>200-075-1</td><td>Supplement voor eilandje media</td></tr><tr><td>Penicillin-Streptomycin</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P4333</td><td>Antibiotica voor eilandje media</td></tr><tr><td>Normal horse serum</td><td>Jackson ImmunoResearch</td><td>008-000-121</td><td>Supplement voor eilandje media</td></tr><tr><td>96-wells weefsel kweekplaat</td><td>Corning</td><td>3603</td><td>Voor het kweken van eilandjes</td></tr><tr><td>Ethylene glyco-bis(2-aminoethylether)-N,N,N',N'-tetraazijnzuur</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>E4378</td><td>Supplement voor pre-assay eilandje media</td></tr><tr><td>Cytospin 4 Cytocentrifuge</td><td>Thermo Scientific</td><td>A78300003</td><td>Voor het centrifugeren van cellen op microscoopglaasjes</td></tr><tr><td>EZ Single Cytofunnel</td><td>Thermo Scientific</td><td>A78710020</td><td>Voor het centrifugeren van cellen op microscoopglaasjes</td></tr><tr><td>Ethylenediaminetetraazijnzuur</td><td>Fisher BioReagents</td><td>BP118-500</td><td>Gebruikt bij het dissociëren van eilandjes</td></tr><tr><td>paraformaldehyde</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P6148</td><td>Voor het fixeren van cellen</td></tr><tr><td>Triton&nbsp; X-100</td><td>Fisher BioReagents</td><td>BP151</td><td>Voor het doorlaatbaar maken van cellen</td></tr><tr><td>Normal donkey serum</td><td>Jackson ImmunoResearch</td><td>017-000-121</td><td>Blokreagentia voor immunofluorescentie</td></tr><tr><td>Anti-Ki67 antilichaam</td><td>abcam</td><td>ab15580</td><td>Voor Ki67 immunofluorescentie</td></tr><tr><td>Polyclonal Guinea Pig Anti-Insulin</td><td>Dako</td><td>A0564</td><td>Voor insuline immunofluorescentie</td></tr><tr><td>Cy3 AffiniPure Donkey Anti-Rabbit</td><td>Jackson ImmunoResearch</td><td>711-165-152</td><td>Voor Ki67 immunofluorescentie</td></tr><tr><td>Cy5 AffiniPure Donkey Anti-Guinea Pig</td><td>Jackson ImmunoResearch</td><td>706-175-148</td><td>Voor insuline immunofluorescentie</td></tr><tr><td>DAPI (4',6-Diamidino-2-Phenylindole, Dihydrochloride)</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>D1306</td><td>Voor visualisatie van kernen in immunofluorescentie</td></tr><tr><td>Aqua-Mount</td><td>Lerner Laboratories</td><td>13800</td><td>Sneldrogende montage media</td></tr><tr><td>FreeZone -105 &deg;C 4.5 Liter Cascade Benchtop Freeze Dry System</td><td>Labconco</td><td>7382020</td><td>Voor het lyophiliseren van microsferen</td></tr></tbody></table>

aanhoudende toediening van β-cel mitogenen om intact mouse islets<em&gt; ex vivo</em&gt; bioafbreekbare poly (melkzuur-co-glycolzuur) microspheres

Sustained Administration of &#946;-cell Mitogens to Intact Mouse Islets Ex Vivo Using Biodegradable Poly(lactic-co-glycolic acid) Microspheres

De ontwikkeling van biomaterialen aanzienlijk vergroot de kans op doelgerichte geneesmiddelafgifte om een ​​verscheidenheid aan cel- en weefseltypes, zoals de pancreas β-cellen. Daarnaast biomateriaal deeltjes, hydrogels, en steigers bieden ook een unieke gelegenheid om te dienen duurzame, controleerbare drug delivery om ß-cellen in de cultuur en in het getransplanteerde weefsel modellen. Deze technologieën kunnen de studie van proliferatie kandidaat-β-cel factoren met behulp van intacte eilandjes en een translationeel relevant systeem. Bovendien bepalen van de effectiviteit en haalbaarheid van kandidaat factoren voor het stimuleren van proliferatie β-cellen in een kweeksysteem kritisch voordat ze verder in vivo modellen. Hierin beschrijven we een werkwijze voor co-kweek intacte eilandjes muis met biologisch afbreekbare verbinding van belang (COI) -geladen poly (melkzuur-co-glycolzuur) (PLGA) microsferen voor de beoordeling van de effecten van aanhoudende afgifte in situ of mitogene factoren β-celproliferatie. Deze techniek beschrijft in detail hoe PLGA microsferen die een gewenste lading met behulp van commercieel verkrijgbare reagentia te genereren. Hoewel de beschreven techniek maakt gebruik van recombinant humaan Bindweefsel groeifactor (rhCTGF) als voorbeeld, kan een grote verscheidenheid aan COI onmiddellijk kunnen worden gebruikt. Bovendien is deze werkwijze gebruikt 96-well platen de hoeveelheid reagentia die nodig zijn om proliferatie β-cellen te beoordelen minimaliseren. Dit protocol kan gemakkelijk worden aangepast aan andere biomaterialen en andere endocrine celeigenschappen zoals celoverleving en differentiatie status gebruiken.

Figuur 1 is een visuele weergave van de microsferen geproduceerd met de bovenstaande protocol. De hier beschreven protocol levert rhCTGF-beladen microsferen van verschillende groottes. De grootste fractie van microsferen zal tussen 1 en 10 urn in diameter, hoewel sommige microsferen groter (Figuur 2) zijn. Desgewenst kan microsfeergrootte worden afgestemd en geoptimaliseerd op basis fabricage parameters zoals homogeniseren snelheid en ti...

Hier presenteren we de methodologie om belangrijke verbindingsbevattende poly(melkzuur-co-glycolzuur) (PLGA) microsferen te genereren en toe te dienen aan intacte muis-eilandjes in cultuur met daaropvolgende immunofluorescentie-analyse van β-cel proliferatie. Deze methode is geschikt voor het bepalen van de werkzaamheid van kandidaat β-cel mitogenen.

Aanhoudende toediening van β-cel mitogenen om Intact Mouse Islets<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Bioafbreekbare poly (melkzuur-co-glycolzuur) Microspheres

The development of biomaterials has significantly increased the potential for targeted drug delivery to a variety of cell and tissue types, including the ...

Het algemene doel van dit protocol is het gebruik van Poly(melkzuur-co-glycolzuur) of PLGA-microsferen om verbindingen van belang af te leveren aan gecultiveerde intacte pancreaseilandjes, om zo de effecten van individuele verbindingen op de proliferatie van volwassen pancreatische bètacellen te bestuderen. Deze methode kan worden gebruikt om diverse verbindingen te testen die op een lokale, vertraagde manier aan intacte eilandjes worden toegediend. Het belangrijkste voordeel van deze methode is dat deze gemakkelijk kan worden aangepast voor alternatieve biomaterialen voor toediening, andere verbindingen van belang en verschillende eindpuntanalyses.Deze methode biedt ook de mogelijkheid om interessante verbindingen toe te dienen in combinatie met de gekozen overdracht van eilandjes in vivo. Taylor Kavanaugh, de promovendus in mijn laboratorium, zal demonstreren hoe de PLGA-microsferen worden gemaakt. Begin met het toevoegen van 1 mg van de fluorescentie-gelabelde verbinding van belang aan 100 µL gedeïoniseerd water om de eerste waterfase te vormen.Los vervolgens 65 milligrams PLGA op in 750 microliters dichloormethaan in een scintillatiebuisje en behandel het mengsel gedurende 10 t

sustained-administration-cell-mitogens-to-intact-mouse-islets-ex-vivo

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bio-engineering

We presenteren hier een protocol voor de isolatie van eilandjes uit het muismodel van type 2 diabetes, Leprdb en details van een live-cel assay voor het meten van insulinesecretie uit intacte eilandjes dat gebruikmaakt van 2 foton microscopie.

LepR<sup&gt; Db</sup&gt; Mouse Model van Type 2 Diabetes: eilandjes van Langerhans Isolatie en live-cell 2-Photon Imaging van intacte Eilandjes

Dit protocol demonstreert het isoleren van muizen eiland en zaait op een decellularized steiger. Steigergesteunde eilandjes werden getransplanteerd in het epididymale vetpaneel van streptozotocine (STZ) geïnduceerde diabetische muizen. Islets overleefden op de transplantatieplaats en reverseerde de hyperglycemische conditie.

Steiger-gesteunde transplantatie van eilanden in het epididymale vetpaneel van diabetische muizen

Dit eilandje isolatie protocol beschreef een roman route van Collagenase injectie om het exocriene weefsel te verteren en een vereenvoudigde gradiënt procedure om de eilandjes van muizen te zuiveren. Het gaat om enzymatische spijsvertering, gradiënt scheiding/zuivering en eilandje hand-picking. Succesvolle isolatie kan 250 – 350 hoge kwaliteit en volledig functionele eilandjes per muis opleveren.

Een eenvoudig hoog rendement protocol voor isolatie van de alvleesklier eiland van muizen

Een methode voor de omental transplantatie van de eilandjes in een muis is ingevoerd. De geïsoleerde eilandjes met hydrogel zijn gemengd en het mengsel wordt geplaatst in de omental etui van een diabetische muis. Vervolgens de bloedglucose wordt gecontroleerd en immuno-histochemische analyse wordt uitgevoerd.

Een methode voor Islet transplantatie aan de majus in muis

Alvleesklier islet transplantatie is een manier om normoglycemia bij type 1 diabetes. Dit artikel richt zich op de transplantatie-techniek via de intraportal route om normale glucoseniveaus in diabetesmuizen te handhaven.

Intraportal transplantatie van de alvleesklier eilandjes in Mouse Model

Hier presenteren we een protocol voor in vivo validatie van hydrogel gebaseerde celtherapie, geïllustreerd door het voorbeeld van islet transplantatie. h-Omental Matrix Islet vullen (hOMING) implantatie kunt implantatie van een cel-hydrogel mengsel tussen de omental lagen, in de buurt van bloedvaten, engraftment in een juiste metabole omgeving te maximaliseren.

Intra-Omental Islet Transplantatie met behulp van h-Omental Matrix Islet vulling (hOMING)

In dit protocol wordt een methode van murineeilandisolatie en transplantatie in het inguinal onderhuids wit vetweefsel beschreven. Geïsoleerde synogenische murine eilandjes worden getransplanteerd in een murine ontvanger met behulp van een kelder membraan hydrogel. De bloedsuikerspiegel van de ontvangers wordt gecontroleerd en de histologieanalyse van de levensperie-transplantaties wordt uitgevoerd.

Inguinal Subcutane white Adipose Tissue (ISWAT) Transplantatie Model van Murine Eilandjes

Hier presenteren we verfijnde chirurgische procedures voor het succesvol uitvoeren van intraportale eilandjestransplantatie, een klinisch relevante maar technisch uitdagende chirurgische procedure, bij muizen.

Minimalisering van post-infusie portale aderbloedingen tijdens intrahepatische eilandtransplantatie bij muizen

Deze studie ontwikkelde een vereenvoudigde methode om efficiënt functionele primaire eilandjes en acinaire cellen uit de muizenalvleesklier te extraheren, wat een waardevol hulpmiddel biedt voor het bestuderen van intercellulaire communicatie in de pathogenese van Acute Pancreatitis-geïnduceerde Diabetes.

Een eenvoudige en snelle methode voor gelijktijdige isolatie van primaire eilandjes en primaire alvleesklier-acinaire cellen van muizen

Wij bieden een minimaal invasief protocol voor de intramusculaire transplantatie van pancreasstamceleilandjes afkomstig van menselijke stamklieren in immunodeficiënte muizen voor in vivo implantatie en downstream analyse.

Intramusculaire transplantatie van menselijke pluripotente stamcel-afgeleide alvleesklierendocriene cellen bij muizen

Leer hoe je PLGA-microsferen gebruikt voor aanhoudende afgifte van verbindingen aan intacte muizen-eilandjes van Langerhans. Deze methode onderzoekt de effecten op bètacelproliferatie en opent mogelijkheden voor diabetesonderzoek.

Aanhoudende toediening van β-cel mitogenen om Intact Mouse Islets Ex Vivo Bioafbreekbare poly (melkzuur-co-glycolzuur) Microspheres (Video) | JoVE Journal

Aanhoudende toediening van β-cel mitogenen om Intact Mouse Islets

Meer video's verkennen