Summary
Bu protokol, insan dışı primat pankreas adacıklarında oksijen tüketiminin doğru ve tekrarlanabilir ölçümünü göstermektedir. Adacık yükleme teknikleri ve mikroplaka kaplama kültürlü küresel diğer türde solunum verimli ölçümü için bir çerçeve sağlar.
Abstract
Ex vivo pankreas adacıkları gibi küresel hücre kümelerinde oksijen tüketiminin ölçümü tarihsel olarak zor olmuştur. Adacık oksijen tüketiminin ölçülmesini, küresel lerde oksijen tüketiminin ölçülmesi için tasarlanmış 96 kuyuluk bir mikroplaka ile gösteriyoruz. Bu tözde, küresel mikroplakalar bir hücre ve doku yapıştırıcısı ile önceki gün asanın la kaplıdır. Adacık bağlılığını sadece kuyunun dibine yapışmasını teşvik etmek için küçük hacimli yapışkan çözüm kullanıyoruz. Tsuruk gününde, 15 adacık, adacıkların optimum konumlandırılmasını ve oksijen tüketiminin doğru ölçülmesini sağlayan bir teknik kullanılarak doğrudan her kuyunun tabanına yüklenir. Mitokondriyal solunumun çeşitli yönleri, ATP'ye bağımlı solunum, maksimal solunum ve proton sızıntısı gibi insan dışı primat adacıklarında farmakolojik olarak incelenir. Bu yöntem, kuyu başına yalnızca az sayıda adacık kullanarak tutarlı, tekrarlanabilir sonuçlar sağlar. Teorik olarak benzer büyüklükteki kültürlere uygulanabilir.
Introduction
Normal kan şekeri düzeylerini korumak için, pankreas β hücre glikoz yükseklikleri algılamak ve buna göre insülin salgılar. İnsülin salgısının glikoz düzeyleri ile birleå mesi, glukoz metabolizması ve mitokondriyal oksidatif fosforilasyon yoluyla ATP Ã1/4retimi ile doÄ rudan baÄ lantılı dÃ1/4Å Ã1/4rÃ1/4lÃ1/4yor. Böylece, mitokondri uyarıcı-salgı kaplin kritik bir rol oynamaktadır1. Β-hücre mitokondriyal fonksiyonunun değerlendirilmesi, insülin salgısının bozulmasına yol açan kusurları ortaya çıkarabilir. Pankreas α hücreleri tarafından glukagon salgıları da yakından mitokondriyal fonksiyon2bağlıdır . Ölümsüzleştirilmiş adacık hücre hatları tahliller bazı türleri için yararlı kanıtlanmış olmasına rağmen, Bu hücrelerin fizyolojisi doğru tüm adacık fonksiyonu özetlemek değil, glukagon tarafından insülin salgılanması potentiation gösterildiği gibi3,4 ve insülin tarafından glukagon salgılanması inhibisyonu5,6 bozulmamış adacıklar. Bu, bütün, bozulmamış adacıklar kullanılarak oksijen tüketimini ölçme ihtiyacını göstermektedir.
Adacık hücre respirometrisinin ölçümü teknikleri zamanla, oksijene duyarlı floresan boyaların kullanımındanoksijen tüketimini doğrudan ölçen katı hal sensörlerine kadar gelişmiştir8. Başlangıçta monolayer için tasarlanmış, yapışık hücreler, yaygın olarak kullanılan hücre kültürü plaka sistemleri pankreas adacıkları için etkisiz olduğu kanıtlanmıştır. Adacıklar doğal olarak kuyulara yapışmadığı için, kültürün çevresine itilmeye yatkındırlar ve bu da oksijen tüketiminin yanlış ölçülmesi ile sonuçlanır9. Bu sorunla mücadele etmek için, adacıklar içerebilir merkezi bir depresyon ile özel 24-iyi plakalar geliştirilmiştir9. Ancak, 24-iyi plaka sistemi gerekli adacıkların çok sayıda (kuyu başına 50-80) ve aynı anda10test edilebilir koşulların sayısı ile sınırlıydı. Küresel lerde ekstrasellüler akı analizi için özel olarak tasarlanmış 96-iyi mikroplakalar son gelişme iyi10başına 20 veya daha az adacık ile adacık respirometri ölçümü sağlayan, bu engelleri aşmıştır.
Burada, japon makak(Macaca fuscata),insanlara benzer adacık biyolojisi ile bir hayvan modeli11,12adacıklarda oksijen tüketimini ölçmek için bu sistemin kullanımını göstermek . Bu protokolde, her biri 15 makak adacık analiz edilir. Elimizde, 15 adacık lar iyi az adacıklar daha yüksek bazal oksijen tüketimi üretilen, sağlam aktivasyon ve farmakolojik manipülasyon yanıt olarak solunum baskı ile. Her kuyunun merkezinde adacıkların tutarlı bir şekilde yüklenmesi için etkili bir yöntem olan ve bu titreyi gerçekleştirirken karşılaşılan genel zorluklara hazırlanmak için gereken adımları vurguluyoruz.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Tsanın Çalıştırılan Gün Mikroplaka ve Sensör Kartuşunun Hazırlanması
Adacıklar daha önce13açıklandığı gibi üç yaşındaki Japon makak izole edildi. Bu yöntem kadavra donörlerden insan adacıkları izole etmek için kullanılan çok benzer, ancak fareler farklıdır, hangi pankreata genellikle hayvan sedasyon altında ve organ kaldırma önce kollajenaz çözeltisi ile şişirilir. Adacık alımı Oregon Ulusal Primat Araştırma Merkezi (ONPRC) ve Oregon Sağlık ve Bilim Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi (IACUC) yönergelerine uygun olarak yapılmıştır ve ONPRC IACUC tarafından onaylanmıştır. ONPRC, Amerika Birleşik Devletleri Tarım Bakanlığı (USDA) tarafından yürürlüğe konan Hayvan Refahı Yasası ve Yönetmelikleri ve Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından yayınlanan Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı Kılavuzu'na uygun olarak Laboratuvar Hayvanlarının İnsani Bakımı ve Kullanımına İlişkin Halk Sağlığı Hizmeti Politikası'na uyar.
- Spheroid Mikroplaka Hazırlanması
- 0,1 M sodyum bikarbonat çözeltisinin 3 mL'sini hazırlayın. Filtre çözeltisterilize. Biz 0.45 μm filtre(Malzeme Tablosu)kullandı.
- Hücre kültüründe, 200 μL hücre ve doku yapıştırıcısını(Malzeme Tablosu)0,1 M sodyum bikarbonat 2,8 mL'ye ekleyin. Daha sonra, 96-iyi spheroid mikroplaka(Malzeme Tablosu)her kuyunun altına bu çözeltinin 20 μL ekleyin. Hava kabarcıklarının pipet ucundan çıkarıldığından ve plakanın sadece alt kısmı nın kapalı olduğundan emin olun. Mikroplakanın kapasması, ilaç eklendiğinde ve tgörünüşe göre kuyuya karıştığında adacıkların kuyunun kenarlarına doğru hareket etmesini önler.
NOT: Sadece, tazyik çalıştırıldığında adacıklar için kullanılacak kadar kuyu kaplamak gerekir. Yalnızca birkaç kuyu kullanılacaksa, hücre yapışkan çözeltisi uygun şekilde küçültülebilir. Elekta kullanılan hücre yapıştırıcısı deniz midyesinden elde edilen formüle edilmiş bir protein çözeltisitir. Alternatif olarak, mikroplaka kuyuları 20 μL 100 μg/mL poli-D-lizin ile kaplanabilir. - Plakayı 37 °C'de, CO2 olmayan bir kuluçka makinesinde bir saat kuluçkaya yatırın.
- Steril bir ortamda, plakadan aspir hücre yapıştırıcı çözeltisi. Çok kanallı bir boru kullanarak her kuyuyu 400 μL 37 °C steril su ile iki kez yıkayın. Kuru hava izin verin.
- 30-40 dakika sonra tabağı kapatın ve gece boyunca 4 °C'de saklayın.
- Sensör Kartuşunun Hidrasyonu
- Steril bir ortamda, sensör kartuş paketini(Malzeme Tablosu)açın ve içeriğini çıkarın. Sensör kartuşu yardımcı plakanın yanına ters yerleştirin.
- Yardımcı plakanın her kuyusunu 200 μL steril suyla doldurun ve sensör kartuşunu yardımcı plakaya geri indirin. Monte edilmiş sensör kartuşu ve yardımcı plakayı bir gecede 37 °C'lik, CO2 kuluçka makinesi olmayan bir yere yerleştirin.
- Kalibran hazırlanması
- Aliquot 25 mL kalibran(Malzeme Tablosu)50 mL konik tüp içine. Tüpü bir gecede 37 °C'lik, CO2 kuluçka makinesi olmayan bir yere yerleştirin.
2. Basım, Adacıkların Yüklenmesi ve Sensör Kartuşunun Tofaş Günü Nezaman Yüklenmesi Protokolü
- Medyanın hazırlanması
- 48,5 mL baz ortama (minimal DMEM, bkz. Malzeme Tablosu),her biri 1 mM sodyum pirüuvat ve 2 mM glutamin olmak üzere 500 μL ekleyin. Ayrıca, 200 mg/ml glukozun 496 μL'sini ekleyin (ortamdaki son glikoz konsantrasyonu 5,5 mM'dir).
NOT: Bu deneylerde temel glikoz konsantrasyonu sabit tutulmuştur. Ancak, glikoz da darbe açıklanan farmakolojik manipülasyonlar ek olarak solunum uyarmak için kullanılabilir10. - PH'ın 7,4 +/- 0,1 olduğunu ve gerekirse ayarladığını doğrulayın.
- 48,5 mL baz ortama (minimal DMEM, bkz. Malzeme Tablosu),her biri 1 mM sodyum pirüuvat ve 2 mM glutamin olmak üzere 500 μL ekleyin. Ayrıca, 200 mg/ml glukozun 496 μL'sini ekleyin (ortamdaki son glikoz konsantrasyonu 5,5 mM'dir).
- Sensör kartuşunun hazırlanması
- Sensör kartuşu kuvözden çıkarın, sensör kartuş kapağını çıkarın ve kuyulardan su boşaltın. Her kuyuya 200 mL önceden ısıtılmış kalibrant yerleştirin ve sensör kartuş kapağını değiştirin.
- Sensör kartuşunu yaklaşık 1 saat (gerekli olana kadar) kuvöze geri yerleştirin.
- Mitokondriyal stres tayı için ilaç hazırlanması
- Stres test kitini(Malzeme Tablosu)açın ve içeriğini çıkarın. Oligomisin, Carbonyl siyanür-4-(trifluoromethoxy)fenilhidrat (FCCP) ve Rotenone/Antimycin A (AA) için stok ve çalışma çözümleri yapın.
- Oligomisin: 100 μM stok yapmak için tüp e monte edilmiş ortam 630 μL ekleyin. Daha sonra, bağlantı noktası konsantrasyonu elde etmek için ortam ile 45 μM seyreltin (enjeksiyondan sonra son kuyu konsantrasyonu 4,5 μM olacaktır)
- FCCP: 100 μM stok yapmak için tüpe 720 μL monte edilmiş ortam ekleyin. Liman konsantrasyonu elde etmek için ortamla 10 μM'ye seyreltin (son kuyu konsantrasyonu 1 μM olacaktır)
NOT: BSA ve/veya FBS ortama eklenmemelidir, çünkü bu mitokondriyal uncouplers14'ünetkisini etkileyebilir. - Rotenone/AA: 50 μM stok yapmak için tüpe 540 μL monte edilmiş ortam ekleyin. Liman konsantrasyonu elde etmek için ortamla 25 μM'ye seyreltin (son kuyu konsantrasyonu 2,5 μM olacaktır)
NOT: Yukarıdaki konsantrasyonlar ellerimizde tutarlı sonuçlar vermiştir. Ek FCCP solunum daha fazla artışa yol açtı. Ancak, ilaç konsantrasyonlarının adacık boyutuna ve özellikle farklı türlerden veya adacık olmayan adacıklardan adacıklara bağlı olarak ayarlanması gerekebilir. Referans olarak, insan olmayan bir primat adacık ortalama çapı yaklaşık 150 μm15olduğunu.
- Stres test kitini(Malzeme Tablosu)açın ve içeriğini çıkarın. Oligomisin, Carbonyl siyanür-4-(trifluoromethoxy)fenilhidrat (FCCP) ve Rotenone/Antimycin A (AA) için stok ve çalışma çözümleri yapın.
- Küresel plakanın hazırlanması ve adacıkların transferi
- El-pick pankreas adacıkları 60 mm x 15 mm hücre kültürü çanak içine monte medya içeren içine yakın% 100 saflık elde etmek için.
NOT: Adacıklar, açıkça tanımlanmış bir çevre ile yuvarlak ve eknotrin doku kirleticiler daha yoğun görünür görünmelidir. Hasarlı veya yıpranmış görünen adacıklardan kaçının. Bu deneyde, adacık boyutu doğrudan ölçülmedi, ancak her kuyu ve numune için yaklaşık eşdeğer büyüklüktea sahip adacıkları seçmeye çalıştık. - Çok kanallı pipet kullanarak 175 μL monte edilmiş ortamla her bir küresel mikroplaka kuyusu yükleyin.
- 15 μL'ye ayarlanmış bir P20 pipetkullanarak hücre kültürü çanaktan 15 adacık aspire edin. Adacıklar pipet ucunda çıplak gözle görülmelidir.
- Adacıkları küresel mikroplakaya aktarmak için, kuyunun dibine daha düşük pipet ucu, zar zor yukarı kaldırın ve çok küçük bir hacimde (~5 μL) yavaşça pipet çıkar. Tüm adacıkların pipet ucunu bıraktığını doğrulayın. Her kuyuya 15 adacık verilmelidir. Ara sıra, adacıkların yanlara yapışmak yerine her kuyunun altında olduğunu doğrulamak için mikroskop altında küresel mikroplakayı kontrol edin.
NOT: Köşe kuyularını adacıklarla yüklemekten kaçının. Plastikten oksijen ve pH akışı teşrin sırasında oluşabilir ve bu dört köşe kuyularında şiddetlenir. - Tüm adacıklar küresel mikroplakaya aktarıldıktan sonra, aşağıdaki adımları tamamlarken mikro plakayı 37 °C'lik, CO2 olmayan bir kuluçka makinesine yerleştirin.
- El-pick pankreas adacıkları 60 mm x 15 mm hücre kültürü çanak içine monte medya içeren içine yakın% 100 saflık elde etmek için.
- Sensör kartuşunun yüklenmesi ve titrenin çalıştırılması
- Sensör kartuşu'nu kuvözden çıkarın. Her kuyu için A-C bağlantı noktaları uyuşturucu veya medya ile doldurulmalıdır. Adacıklar ve dört köşe kuyusu içeren kuyular ilaçla doldurulmalıdır. Adacıksız köşe li kuyular ortam la doldurulmalıdır. Port D boş bırakılabilir. 20 μL oligomisin veya ortam içeren A (her sensörün sol üst tesli) bağlantı noktasını yükleyin. 22 μL FCCP veya ortamiçeren B bağlantı noktasını (sağ üstte) yükleyin. 25 μL Rotenone/AA veya ortam içeren C (sol altta) bağlantı noktasını yükleyin.
- Program bir hücre dışı akı analizörü 30 dakikalık temel solunum süresi (3 dakika karışımı 5 döngüleri, 3 dakika ölçmek), 42 dakikalık oligomisin ölçüm dönemi (3 dakika karışımı 7 döngüleri, 3 dakika ölçmek), 30 dakika FCCP (3 dakika karışımı 5 döngüleri, 3 dakika ölçmek) ve 30 dakika Rotenone / AA (3 mix dakika, 3 dakika ölçüm 5 döngüsü).
- Sensörü kalibre etmek ve mikro plakayı takmak için testi çalıştırın ve ekrandaki talimatları izleyin.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Adacıkları mikro plakaya yüklemek için Şekil 1A'dagösterildiği gibi 15 adacık 15°L ortama aspire edilmelidir. Adacıklar doğal olarak birkaç saniye içinde pipet ucunun dibine doğru yerleşirler. Daha sonra, pipet ucu kuyunun altına indirilir. Ucu çok hafifçe kaldırılır ve küçük bir hacim (yaklaşık 5 μL) adacıklar ile birlikte dışarı borulu. Bu teknik, adacık ların mikroplaka nın alt kısmında tutarlı bir şekilde yerleştirilmesiile sonuçlanır (Şekil 1B) doğru oksijen tüketimi ölçümleri sağlar.
Şekil 2 taht boyunca oksijen tüketimi için bireysel iyi tarafından temsil sonuçları gösterir. Bu özel deney, kuyuların kötü yüklenmesi yle kuyunun alt kısmında değil de kuyunun kenarlarına sıkışmış birçok adacıkla neler olabileceğini göstermektedir. Bu, adacıklar zaten ucu dışarı pipetlenmiş sonra kuyuya çok fazla ortam pipetleme neden olabilir. Ek ortam akışı adacıkları kuyunun dibinden dışarı iter. Bu durumda, oksijen tüketiminin temel seviyesi çok düşük olacak ve bu iyi FCCP hiçbir yanıt çok az gösterecektir. Şekil 2'deki kalın çizgi bu fenomeni göstermektedir.
Şekil 3, çoğu kuyunun önemli temel solunum ve ilaçlara yanıt gösterdiği farklı bir deney göstermektedir. Ancak, iki kuyu (kalın çizgilerle) rotenone/AA'ya yanıt vermedi. Bu ilaç düzgün kuyuya serbest olmadığını göstermektedir. Bu durumda, bazal oksijen tüketimi olmadığı durumlarda olduğu gibi, bu kuyular ileri analizler dışında tutulabilir.
Şekil 4 başarılı bir tahsin sonuçlarını gösterir. Burada kuyuların adacıklarla doğru şekilde yüklendiği ve doğru şekilde uyuşturucu enjekte edildiği ayrı bir deneyden elde edilen özet verilerin bir örneğini gösteriyoruz. ATP'ye bağımlı mitokondriyal oksijen tüketimi oligomisin tarafından etkin bir şekilde inhibe edildi, bazal seviyelerin çok üzerinde maksimal solunum-fccp tarafından indüklendi, ve mitokondriyal solunum tamamen kapatıldı-aşağıda oligomisin düzeyleri-rotenon ile elektron taşıma zincirinin inhibisyonu tarafından/AA.
Şekil 1: Adacıkların mikroplakaya yüklenmesi için pipetleme tekniği. (A) Yaklaşık 15 adacık (kırmızı ok) 15 μL ortam ile borulu. (B) Küresel mikroplakanın altında ortalanmış adacıklar. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 2: Adacık yüklemesindeki farknedeniyle iyiden iyiye değişkenlik. Wells yanlış yüklenen (koyu mavi çizgi) hiçbir bazal oksijen tüketimi ve hücre stres testi ilaçlara minimal yanıt çok az göstermektedir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3: İlaç enjeksiyonunun başarısızlığı. İki kuyuya (koyu mavi çizgiler) rotenon/AA enjekte edilmedi ve oksijen tüketiminde önemli bir azalma göstermedi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 4: Kötü yüklenen veya enjekte edilen kuyuların dışlanmasından sonra bir deneydeki tüm kuyular arasında ortalama veri. 16 teknik kopyaiçeren ayrı bir deneyde hücre stres testi testi testi boyunca ortalama oksijen tüketimi. Hata çubukları n = 16 kuyuiçin standart sapmagösterir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Adacık oksijen tüketimi çalışma daha önce adacıkların küresel şekli, kültür yüzeylerine bağlılık eksikliği ve iyi başına gerekli adacık sayısı tarafından engel olmuştur. Bu protokolde, 96 kuyulu küresel mikroplakanın az sayıda adacık üzerinde adacık oksijen tüketimini ölçmek için etkinliğini vurgulamakta ve teknik olarak uygun ve tutarlı hale gelen adacıkların taşınması ve yüklenmesi için bir teknik göstermekteyiz. Sonuç -ları.
Adacıkların mikroplakanın altına yapışması ve töz boyunca karıştırma adımları sırasında tedirgin olabilmesi için, 96 kuyulu mikroplaka, bir hücre yapışkan çözeltisi ile kaplanarak bir gün önce. Bu genellikle yararlı olsa da, adacıklar düzgün yüklenmezse, alttan ziyade kuyunun kenarına yapışmak la yükümlüdürler, böylece doğru ölçümü etkiler veya engellenirler. Bununla mücadele etmek için, kuyuların çok küçük bir hacimde yapışkan çözeltisi olan 20 μL'lik kaplamasını öneririz. Ayrıca, gösterdiğimiz borulama tekniği, adacıkların kuyunun dibine yüklenmesini ve ek ortam akışı yla kenarları yukarı itmemesini sağlar. .
96-iyi küresel mikroplaka gerekli adacıkların yüksek sayıda ve aynı anda test edilebilir koşulların sayısı da dahil olmak üzere adacık oksijen tüketimi ölçme önceki sınırlamalar üstesinden gelmiştir. Nitekim, yeni bir çalışma10 iyi başına tek bir insan adacık ile bu sistemin kullanımını göstermiştir. Ancak, tek adacıklar kullanılarak oksijen tüketiminin ölçülmesi, sadece en büyük adacıklarda (çapı 290 μm'nin üzerinde) önemli ölçüde arka planın üzerinde olan oksijen tüketiminin çok düşük bazal ölçümlerinin ile sonuçlandı. NHP adacıkları insan adacıklarından daha küçük olma eğilimindedir, ortalama çapı sadece 150 μm15'tir. Elimizde, 15 NHP adacıkları başına iyi daha yüksek taban çizgisi ve daha az adacık daha hücre stres testi sırasında daha duyarlı bir profil gösterdi. Ayrıca kuyu başına beş ve on adacık test ettik, ancak bazal oksijen tüketimi nin ve gürültüsinyalinin önemli ölçüde azaldığını bulduk.
Kuyu başına adacıksayısının düşük sayıda kullanılmasına ek olarak, 96 kuyulu mikroplaka aynı anda birden fazla farklı koşulun test edilmesine olanak tanır. Bu adacıklar farklı bileşikler ile tedavi edilir veya genetik olarak manipüle durumlarda yararlıdır. Ancak, farklı kaynaklardan gelen insan veya insan olmayan primat adacıkları (örneğin, diyabetik ve diyabetik olmayan adacıklar) grupları karşılaştırılırken, numuneler genellikle farklı günlerde alınır. Bu nedenle, bu gibi durumlarda bu sistemden tam olarak yararlanmak mümkün değildir.
Mitokondriyal oksijen tüketiminin çeşitli yönlerini ölçmek için farmakolojik olarak solunumun farklı yönlerini manipüle ettik. Kullanılan ilaç konsantrasyonları insan adacıkları10'dayapılan bir çalışmaya dayanıyordu. FCCP dozu elimizde maksimal mitokondriyal solunum neden optimize edildi. Özellikle oligomisin konsantrasyonu 4.5μM, FCCP 1 μM ve rotenone/AA 2.5 μM idi. Ancak, bu konsantrasyonların bu protokolün farklı uygulamaları için kalibre edilmesi gerekir.
Üretilen veriler doğrudan analiz edilebilir veya bir dizi yöntem kullanılarak normale alınabilir. Bu deneyde, her örnek için benzer boyutlarda eşit sayıda adacık kullanıldı ve veriler doğrudan ölçülmesi zor olan hücre sayısı veya adacık boyutuna göre normalleştirilemedi. Normalleşmenin alternatif bir yöntemi de total hücresel proteindir, bu yöntem, test yapıldıktan sonra hücreleri lysing ve protein düzeylerinin ölçülebilir içerir. Veriler de bazal solunum düzeyleri normale olabilir. Bu, bazal seviyelerin yüzdesi olarak rezerv kapasitesinin ölçülmesi gibi bazı durumlarda bilgilendirici olabilir. Ancak, bu normalleştirme yöntemleri ve diğerleri ile, bilgi daha önce açıklandığı gibi normalleştirme sırasında kaybolabilir16.
Burada açıklanan sistem adacık fizyolojisini daha iyi anlamak için benzersiz bir araç sağlar. Gerçekten de, adacık sağlığında oksijen tüketiminin önemi, adacık oksijen tüketim oranlarının adacık sağlığı ve başarılı adacık transplantasyonu olasılığı ile yakından bağlantılı olduğu gözlemi ile gösterilmiştir17. Bu sistem, teoride benzer büyüklükteki kültürlü küresel lere de uygulanabilen adacık oksijen tüketiminin tutarlı bir şekilde ölçülmesi için mükemmel bir platform sağlar.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.
Acknowledgments
Yazarlar kendi tesislerinin kullanımı için Vanderbilt Yüksek Throughput Tarama Çekirdek kabul etmek istiyorum, Agilent Biyoteknolojiler, Dr Paul Kievit (Oregon Sağlık ve Bilim Üniversitesi) insan olmayan primat adacık izolasyonları için, ve Eric Donahue (Vanderbilt Üniversitesi) Şekil 1 ile yardım için. J.M.E. T32GM007347 ödül numarası ile Ulusal Sağlık Enstitüleri NIGMS tarafından desteklendi. M.G. NIH/NIDDK (R24DK090964-06) ve Gazi İşleri Dairesi (BX003744) tarafından desteklenmiştir.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Cell culture dish, 60 mm X 15 mm style | Corning | 430166 | |
| Cell-Tak Cell and Tissue Adhesive | Corning | 354240 | |
| Conical tube, 50 mL | Falcon | 352070 | |
| Dextrose anhydrous | Fisher Scientific | BP350-1 | For glucose solution, 200 mg/ml, sterile filetered |
| Disposable reservoirs (sterile), 25 ML | Vistalab | 3054-1033 | for loading multichannel pipet |
| EZFlow Sterile 0.45 μm PES Syringe Filter, 13 mm | Foxx Life Sciences | 371-3115-OEM | |
| L-glutamine | Gibco | 25030-081 | 200 mM (100x) |
| Multichannel pipette tips | ThermoFisher Scientific | 94410810 | |
| Multichannel pipette, 15-1250 μL | ThermoFisher Scientific | 4672100BT | Recommended |
| P20, P200, and P1000 pipettes | Eppendorf | 2231000602 | |
| pH Probe | Hanna Instruments | HI2210-01 | |
| Pipette tips, 20 μL, 200 μL, 1000 μL | Olympus | 24-404, 24-412, 24-430 | |
| Seahorse XF Base Media | Agilent | 103334-100 | |
| Seahorse XF Cell Mito Stress Test Kit | Agilent | 103015-100 | Includes Oligomycin, FCCP, and Rotenone/Antimycin A |
| Seahorse XFe96 Analyzer | Agilent | S7800B | Including prep station with 37 °C non-CO2 incubator |
| Seahorse XFe96 Spheroid Fluxpak Mini | Agilent | 102905-100 | Includes sensor cartridge, spheroid microplate, and calibrant |
| Sodium bicarbonate | Fisher Scientific | BP328-500 | |
| Sodium pyruvate | Gibco | 11360-070 | 100 mM (100x) |
| Stereo Microscope | Olympus | SZX9 | |
| Syringe (sterile), 5 mL | BD | 309603 | For sterile filtration |
| Water (sterile) | Sigma | W3500-500mL |
References
- Mulder, H. Transcribing β-cell mitochondria in health and disease. Molecular Metabolism. 6 (9), 1040-1051 (2017).
- Maechler, P., Wollheim, C. B. Mitochondrial signals in glucose-stimulated insulin secretion in the beta cell. The Journal of Physiology. 529 (Pt 1), 49-56 (2000).
- Curry, D. L. Glucagon Potentiation of Insulin Secretion by the Perfused Rat Pancreas. Diabetes. 19 (6), 420 (1970).
- Song, G., Pacini, G., Ahrén, B., D'Argenio, D. Z. Glucagon Increases Insulin Levels by Stimulating Insulin Secretion Without Effect on Insulin Clearance in Mice. Peptides. 88, 74-79 (2017).
- Vergari, E., et al. Insulin inhibits glucagon release by SGLT2-induced stimulation of somatostatin secretion. Nature Communications. 10 (1), 139 (2019).
- Watts, M., Ha, J., Kimchi, O., Sherman, A. Paracrine regulation of glucagon secretion: the β/α/δ model. American Journal of Physiology--Endocrinology and Metabolism. 310 (8), E597-E611 (2016).
- Sweet, I. R., et al. Continuous measurement of oxygen consumption by pancreatic islets. Diabetes Technology & Therapeutics. 4 (5), 661-672 (2002).
- Agilent Seahorse XF Instruments Overview and Selection Guide. , Agilent Technologies. https://www.agilent.com/en/products/cell-analysis/seahorse-xf-instruments-selection-guide (2019).
- Wikstrom, J. D., et al. A novel high-throughput assay for islet respiration reveals uncoupling of rodent and human islets. PLoS One. 7 (5), e33023 (2012).
- Taddeo, E. P., et al. Individual islet respirometry reveals functional diversity within the islet population of mice and human donors. Molecular Metabolism. 16, 150-159 (2018).
- Conrad, E., et al. The MAFB transcription factor impacts islet alpha-cell function in rodents and represents a unique signature of primate islet beta-cells. American Journal of Physiology--Endocrinology and Metabolism. 310 (1), E91-E102 (2016).
- Steiner, D. J., Kim, A., Miller, K., Hara, M. Pancreatic islet plasticity: interspecies comparison of islet architecture and composition. Islets. 2 (3), 135-145 (2010).
- Elsakr, J. M., et al. Maternal Western-style diet affects offspring islet composition and function in a non-human primate model of maternal over-nutrition. Molecular Metabolism. , (2019).
- Soutar, M. P. M., et al. FBS/BSA media concentration determines CCCP's ability to depolarize mitochondria and activate PINK1-PRKN mitophagy. Autophagy. , 1-10 (2019).
- Hirshberg, B., et al. Pancreatic Islet Transplantation Using the Nonhuman Primate (Rhesus) Model Predicts That the Portal Vein Is Superior to the Celiac Artery as the Islet Infusion Site. Diabetes. 51 (7), 2135-2140 (2002).
- Divakaruni, A. S., Paradyse, A., Ferrick, D. A., Murphy, A. N., Jastroch, M. Analysis and interpretation of microplate-based oxygen consumption and pH data. Methods in Enzymology. 547, 309-354 (2014).
- Papas, K. K., et al. Islet Oxygen Consumption Rate (OCR) Dose Predicts Insulin Independence in Clinical Islet Autotransplantation. PLoS One. 10 (8), e0134428 (2015).
