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Dinâmica de cálcio de imagem em subpopulações de células de ilhotas pancreáticas do rato

DOI:

10.3791/59491

November 26th, 2019

In This Article

Summary

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Aqui, apresentamos um protocolo para imagens e quantificar a dinâmica do cálcio em populações heterogêneas de células, como células de ilhotas pancreáticas. Os repórteres fluorescentes são entregues na camada periférica de células dentro da ilhota, que é então imobilizada e imagemda, e a análise por célula da dinâmica da intensidade da fluorescência é realizada.

Abstract

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Hormônios das ilhotas pancreáticas regulam a homeostase de glicose no sangue. Alterações na glicose no sangue induzem oscilações de cálcio citosólico em células de ilhotas pancreáticas que desencadeiam a secreção de três hormônios principais: insulina (de células β), glucagon (α-células) e somatostatina (células δ). β-Células, que compõem a maioria das células ilhotas e são eletricamente acoplados uns aos outros, respondem ao estímulo da glicose como uma única entidade. A excitabilidade das subpopulações menores, das células α e das células-δ (representando cerca de 20% (30%) e 4% (10%) do total de roedores1 (humano2)números de células ilhotas, respectivamente) é menos previsível e, portanto, é de interesse especial.

Sensores de cálcio são entregues na camada periférica de células dentro da ilhota isolada. A ilhota ou um grupo de ilhotas é então imobilizada e imagem usando um microscópio de fluorescência. A escolha do modo de imagem está entre maior taxa de rendimento (wide-field) e melhor resolução espacial (confocal). Convencionalmente, a microscopia confocal da exploração do laser é usada para o tecido da imagem latente, porque fornece a melhor separação do sinal entre as pilhas vizinhas. Um sistema de campo largo também pode ser utilizado, se o sinal de contaminação da população dominante de células β for minimizado.

Uma vez registrada a dinâmica do cálcio em resposta a estímulos específicos, os dados são expressos em forma numérica como intensidade de fluorescência versus tempo, normalizados para a fluorescência inicial e corrigidos na linha de base, para remover os efeitos ligados ao branqueamento fluorofofóbico. As alterações na frequência de picos ou na área parcial a curva (pAUC) são computadas versus tempo, para quantificar os efeitos observados. PAUC é mais sensível e bastante robusto, enquanto a frequência de aumento fornece mais informações sobre o mecanismo de aumento de cálcio.

Subpopulações celulares menores podem ser identificadas usando respostas funcionais a compostos de marcadores, como adrenalina e grelina, que induzem alterações no cálcio citosólico em populações específicas de células ilhotas.

Introduction

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O objetivo do método é a imagem em tempo real mudanças na concentração citossólica de cálcio ([Ca2 +]cyt) em subpopulações menores de células de ilhotas pancreáticas. Isso permite descobrir os mecanismos que regem a secreção hormonal nessas células, revelando detalhes sobre a conversa cruzada entre diferentes tipos de células e, potencialmente, introduzindo uma dimensão populational na imagem maior da sinalização de ilhotas.

Ilhotas consistem em vários tipos de células. Além das células β-secretadas mais conhecidas pela insulina, há pelo menos duas subpopulações que também são críticas na regulação da glicose no sangue....

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Protocol

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Todos os métodos descritos aqui foram desenvolvidos de acordo com a Lei de Animais do Reino Unido (Procedimentos Científicos) (1986) e as diretrizes éticas da Universidade de Oxford.

1. Isolar ilhotas pancreáticas de camundongos

  1. Prepare o meio cultural e a solução de isolamento.
    1. Compõem o meio cultural: RMPI1640 (ver Tabela de Materiais),complementada com 10% do soro de vitela fetal, 100 unidades/mL penicilina, 100 μg/mL estreptomicina. Dispense o meio em duas placas de Petri de plástico de 60 mm (não tratadas com qualquer adesivo), e mantenha os pratos na incubadora (37 °C, 5% CO2, umidade abso....

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Results

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Ilhotas carregar bastante bem com os corantes trappable(Figura 1A), a menos que a composição lipídica da membrana tenha sido afetada (por exemplo, pela exposição crônica a ácidos graxos). O vetor humano do tipo 5 do adenovirus (Ad5) igualmente alveja todas as pilhas da ilhota(figura 1B). Problemas podem surgir quando mais de um sensor recombinante está sendo expresso na mesma célula. Além disso, as ilhotas são tipicamente muito .......

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Discussion

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Há três etapas no protocolo que são críticas para o sucesso global. A injeção bem sucedida da enzima Liberase no duto biliar determina não apenas o sucesso quantitativo do procedimento de isolamento, mas também afeta a qualidade das ilhotas isoladas. Pancreata não inflado pode resultar em falta de algumas respostas metabólicas importantes nas ilhotas isoladas. Em segundo lugar, o carregamento do tintendência/a expressão do sensor define a relação sinal/ruído da gravação de lapso de tempo. Os sinais estão ausentes ou aten.......

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Disclosures

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Os Autores declaram que não há conflitos de interesse.

Acknowledgements

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AH foi um destinatário de um Diabetes UK PhD Studentship, EV foi apoiado pelo OXION-Wellcome Trust Training Programme, AIT realizou uma Bolsa de Pós-doutorado oxford Biomedical Research Council.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
40x/1.3 objetiva
Axiovert 200 emissão
Excitação
Soro bovino fetalSigma-AldrichF7524-500ML
Fluo4Thermo Fisher (Life Technologies)F14201
GCaMP6f, em (tipo humano 5) vetor adenoviralVector Biolabs1910
Solução de HanksThermo Fisher (GibCo, Life Technologies)
LiberaseSigma-Aldrich5401020001
penicilina/estreptomicinaThermo Fisher (GibCo, Life Technologies)15140122
meio RPMIThermo Fisher (GibCo, Life Technologies)61870044
Sistema confocal Zeiss LSM510-METACarl Zeiss
de microscópio

References

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  1. Elayat, A. A., el-Naggar, M. M., Tahir, M. An immunocytochemical and morphometric study of the rat pancreatic islets. Journal of Anatomy. 186, Pt 3 629(1995).
  2. Cabrera, O., et al.

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Tags

Calcium DynamicsPancreatic Islet CellsFluorescence MicroscopyConfocal MicroscopyWide Field ImagingCalcium Spike FrequencyPartial Area Under CurveAdrenaline Ghrelin StimulationIslet ImmobilizationCalcium Imaging Analysis

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