Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.

Yöntem makalesi

Bir fare pankreas adacık hücre tabanlı tarama diyabetojenik çevresel kimyasallar için

6.9K görüntülenme

⸱

DOI:

10.3791/57327

⸱

25 Haziran 2018

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Hunan Engineering Technology Research Center of Featured Aquatic Resources Utilization, Hunan Agriculture University, 2Texas A&M University, 3Texas A&M Institute for Genomic Medicine, 4Sun Yat-Sen Memorial Hospital

* These authors contributed equally

Bu makalede

Özet

Burada potansiyel diyabetojenik xenobiotic kimyasallar tanımlamak için xenobiotics tarafından ROS indüksiyon süzmek için fare pankreas adacık hücreleri izole etmek için bir iletişim kuralı mevcut.

Özet

Bazı çevresel kimyasallar insan ve hayvanlarda maruz hangi-ecek götürmek tip 2 diabetes mellitus (T2DM) gelişimi için pankreas β hücrelerinin hücre hasarına neden tespit edilmiştir. Kimyasal kaynaklı β hücre hasarı için mekanizmalar belirsiz ve karmaşık olması olasılığı olmasına rağmen bir yinelenen bu kimyasalların oksidatif stres zarar neden aşırı reaktif oksijen türleri (ROS) üretimi için önde gelen neden bulgudur β hücre. Potansiyel diyabetojenik çevresel kimyasallar tanımlamak için C57BL/6 fareler pankreas adacık hücreleri ve kültürlü adacık hücreleri 96-şey hücre kültür tabak içinde izole; daha sonra adacık hücreleri kimyasallar ile ilaç ve ROS üretimi 2' tarafından 7'-dichlorofluorescein (DCFH-DA) floresan boya tespit edildi. Bu yöntemi kullanarak, biz o Bisfenol A (BPA), Benzo [a] dumanında (BaP), Poliklorlu bifeniller (PCB) bulup, potansiyel olarak adacık hücreleri hasara neden olabilir düşündüren ROS, yüksek düzeyde neden. Bu yöntem diyabetojenik xenobiotics eleme için yararlı olmalıdır. Buna ek olarak, kültürlü adacık hücreleri de kimyasal kaynaklı toksisite pankreas hücreleri vitro analiz için adapte olabilir.

Giriş

T2DM yaygınlığı artışlar küresel sağlık krizi son yıllarda poz halk sağlığı1için ciddi bir tehdit haline gelmiştir. Pek çok faktör bulunmuştur nedensel T2DM, geliştirme arasında hangi, bağlanacak şekilde yinelenen bulgular bu faktörler için bir ortak yakınsak noktası aşırı ROS2 nesil uzaklaşan oksidatif stres indüksiyon olduğunu göstermektedir , 3.

Çevresel kimyasallar PCB, dioksin ve BaP gibi geniş bir yelpazede pankreas β hücrelerinin işlevini bozabilir ve insülin direnci ve T2DM4yol oksidatif stres, neden tespit edilmiştir. Her ne kadar ROS fizyolojik düzeyi hücresel işlevlerinde önemli bir rol oynar, antioksidan sistem kapasitesini aşıyor ROS maruz hücreler/dokulara zarar sonuçları ve hastalıklar5' e götürür. Pankreas Beta hücreleri antioksidan enzim düşük düzeyde hızlı ve dolayısıyla oksidatif stres-aracılı hasar6,7için önemli bir hedef. Kronik ROS yüksek düzeyde maruz stres kaynaklı pankreas hücresi disfonksiyon5 neden için gösterilen yanı sıra karaciğer ve yağ dokusu8insülin direnci.

Bu projenin genel amacı bir hücre tabanlı tahlil ekran kimyasallara ROS pankreas hücreleri içinde onların indüksiyon dayalı onların diyabetojenik potansiyeller için geliştirmektir. Pankreas ve metabolik detoksifikasyon yoksun xenobiotic indüklenen zarar6,7için önemli bir hedeftir. Bu nedenle, doğrudan pankreas hücrelerinde üretilen ROS ölçerek, bu tahlil pankreas kimyasal kaynaklı yaralanma doğrudan bir yaklaşım sağlamalıdır. Bu yöntem geliştirmek için biz fare pankreas adacıkları izole, izole adacık hücre kültür koşul kimyasallar ile altında kültürlü ve kimyasal kaynaklı ROS üretimi okuma olarak kullanılmaktadır. Bu basit ve izole adacık kimyasal maddeler ROS-inducing belirlenmesinde etkili işlemdir; soruşturma için pankreas içinde vitroözgü mekanizmaları toksisite için daha fazla geliştirilebilir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

Tüm hayvan deneyleri tüm ilgili kurallar, düzenlemeler ve düzenleyici kurumlar uygun olarak idam edildi. Gösterilen iletişim kuralı rehberlik ve kurumsal hayvan bakım ve kullanım Komitesi (IACUC) Texas A & M Enstitüsü onaylanması için genomik Tıp altında gerçekleştirildi.

1. çözüm hazırlık

  1. Çift Kişilik distile H2O ile 1 x 10 x Hank'in dengeli tuz solüsyonu sulandırmak ve 4 ° C'de depolayın
  2. Yalıtım çözüm HEPES (10 mM), MgCl2 (1 mM) ve glikoz (5 mM) ekleyerek hazırlayın. PH 7.4 için ayarlamak ve buz üzerinde tutun.
  3. Collagenase tip 4 collagenase çözümden hazırlayın.
    Not: Özellikle, collagenase tip 4 160 mg kuru ağırlığının U içerir. collagenase tip 4 1 g 5 mL Çift Kişilik distile H2O 200 mg/mL bir konsantrasyon ile seyreltilmiş. seyreltilmiş Collagenase 2 mL 30 mL buz soğuk izolasyon çözüme eklenir ve 6 mL collagenase çözeltisi 50 mL tüp her fare için transfer edilir.
  4. Yıkama çözüm yalıtım çözüm 1 mM CaCl2 ekleyerek hazırlayın.
  5. Soğuk polysucrose/sodyum diatrizoate çözüm (1.1119 g/mL, 5 mL) ile arıtma çözüm hazırlamak.
  6. Adacık kültür ortamının 500 mL L-glutamin (20 mM), penisilin (100 U/mL), streptomisin (100 µg/mL) ve fetal Sığır serum (FBS) (% 10) RPMI orta ekleyerek hazırlayın.
  7. DCFH-DA hisse senedi çözüm toz 200 µM, distile su ve store-20 ° C'de çözülerek hazırlamak
    Not: Çözüm boyama ROS taze DCFH-DA hisse senedi eriyik-e doğru RPMI içinde 5 mikron son konsantrasyonu sulandrarak yapılır. Bu reaktif ışıktan korunmalıdır.

2. cerrahi hazırlık

  1. İntraperitoneally (IP) bir fare ile avertin (%2.5 avertin, 0.4 mL/20 g) enjekte et. Sonra fare tamamen anestezi ve artık yanıt hind için pinch ayak, fare ötenazi ve biyolojik hood taşır.
  2. Karın yüzü yukarı bakacak şekilde euthanized fareyi getirin ve sterilizasyon için % 70 etanol ile cilt sprey.
  3. Karın üst karın üzerine 1 cm U-kesi ile açın ve karın boşluğu ortaya çıkarmak için göğüs üzerinde cilt rostral yönde geri çek.

3. pankreas perfüzyon ve kaldırma

  1. Şekil 1' de gösterildiği gibi ampulla konumunu bulmak. Duodenum Oddi Sfinkter konumunu yakın kelepçe için Kıvrımlı pensler bir çift kullanın. Bir çift daha Kıvrımlı pensler duodenum safra yolu engellemek için oniki parmak bağırsağı duvar kelepçe için kullanın.
    Not: Ampulla Bu adımda eklenen değil. Bu adımı duodenum safra yolu engellemek içindir.
  2. Fareyi başından proksimal ve distal açısından araştırmacı ayak yeniden konumlandırın.
  3. Ortak safra kanalını bulmak ve yavaş yavaş 30 G iğne ve 5 mL şırınga ile 3 mL collagenase çözeltisi enjekte. Ortak safra kanalını ve pankreas enjeksiyon sonra şişirilir emin olun.
  4. Şişmiş pankreas inen kolon, bağırsak, mide ve dalak ayırmak için Kıvrımlı pensler ve iyi makas kullanarak kaldırın. Pankreas 3 mL collagenase çözeltisi içeren bir 50 mL tüp içinde yerleştirin ve buz üzerinde tutun.

4. pankreas sindirim

  1. Her 50 mL tüp 37 ° C su banyosu yerleştirin. 15-20 dk için kuluçkaya (süre değişir zorlanma ve fareler yaş ile).
  2. Bir girdap kullanarak boru titremek.
  3. 4-5 büyük steril lavabo süzgeç sindirilir pankreasta havuz ve iyice darmadağın pankreas yapmak için bir kaşık kullanabilirsiniz. Zorla ekrandan sindirilir hücreleri pipette için yıkama solüsyon içeren 23 G iğne ve 10 mL şırınga kullanın. 50 mL tüp yıkama çözümde toplamak.
  4. Tüpler, 97 x g 4 ° c için 1 dk santrifüj kapasitesi ve süpernatant dikkatle boşaltmak.
  5. Tüpler için 25 mL yıkama çözeltisi ekleyin ve doku nazik vortexing tarafından yeniden askıya alma. Spin aşağı doku, 97 x g 1 dk. için 4 ° C'de ve süpernatant dikkatle boşaltmak. İçin 3 kez tekrarlayın. Pelleted doku çıkarmak değil dikkatli olun.

5. arıtma adacıkları

  1. Arıtma Çözüm 10 mL yıkanmış doku Pelet ekleyin ve hafifçe içeriği resuspend.
  2. Yavaşça 5 mL yalıtım çözeltisi arıtma çözüm üzerinde yerleşimi. İki çözüm arasında keskin bir sıvı arayüzü tutmak için dikkatli olun.
  3. Tüp 4 ° C'de 15 dakika yavaş ivme ile de g x 560 ve fren yok santrifüj kapasitesi. Pipet arayüzü içine yerleştirin ve adacıkları katman yeni 50 mL tüpler içine toplamak.
  4. Adacıkları 3.5 adımda anlatıldığı gibi yıkayın.

6. kaplama ve adacık hücreleri tedavi

  1. Adacıkları adacıkları kültür çözüm 10 mL resuspend, yavaşça karıştırın ve 100 µL/iyi bir 96-şey plaka için çok kanallı pipet ile yerleştirin. 96 başına yaklaşık 5 adacıktan de yerleştirin.
  2. 12 h için doku kültürü kuluçka plaka yerleştirin.
  3. 96-şey plaka (112 x g) santrifüj kapasitesi ve kültür orta kaldırın.
  4. Çevresel kimyasallar adacıkları kültür orta sulandırmak. Her birinin kimyasal seyrelticiler 100 µL plaka ayrı kuyu ekleyin. Her iyi adacıkları resuspend ve 12 h (konsantrasyonu farklı çevresel kimyasallar için değişir) 37 ° C'de için kuluçkaya.

7. ROS boyama ve ölçüm

  1. 1 x PBS ile adacıkları tedaviden sonra yıkayın (her 96-kuyu 200 µL).
    Not: Kimyasal konsantrasyonu olarak takip olduğunu: AFB1: 3 µM, Atrazine: 100 µM, BaP: 10 µM, BPA: 100 µM, β-östrojen, PCB126: 10 µM, Nonylphenol ve BPA: 100 µM.
  2. N-asetil sistein (NAC) bir antioksidan ROS gidermek için kullanın. NAC 5 mM ROS kaynaklı kimyasal seyrelticiler ekleyin ve 37 ° C'de 12 h için kuluçkaya
  3. 96-şey plaka 112 x g, santrifüj kapasitesi ve 60 dk 37 ° C'de 5 µM çözüm floresan inceleyebilirsek (H2-DCFH-DA RPMI ortamda çözünmüş) ile kuluçkaya.
  4. 3 kez PBS ile tedavi adacık hücreleri yıkama ve floresan 488 bir Mikroplaka Okuyucu ile ölçmek nm.
    Not: DCF hücrelerdeki birikimi artış tarafından 530, floresans içinde ölçülen örnek 488 heyecanlı zaman nm nm.
  5. Glikoz uyarılmış insülin salgılanması (GSIS) tahlil9 xenobiotic ROS-inducing gerçekleştirmek tedavi adacıkları ve tedavi edilmezse adacıkları pankreas adacıkları fizyolojik fonksiyonu xenobiotic etkisini ölçmek için.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

Sağlıklı izole adacık test adacıkları olan bir yuvarlak veya oval şekil (boyutu tekdüzelik zorlanma zorlanma değişebilir rağmen) nispeten boyutu üniforma olduğu Şekil 2' de gösterilmiştir. Biz sonraki adacık yalıtma ve kültür adacıkları insülin salgılanmasını uyarıcı bir vitro tahlil pankreas adacık işlevlerinde araştırdık. Şekil 3 C57BL/6 izole fare adacıkları 3,3 mM ve 16,7 mM glikoz9tarafından ...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

Kanıt biriken öneriyor çevresel kimyasallar o maruz T2DM gelişiminde önemli bir rol oynar. Xenobiotics kaynaklı ROS T2DM gelişmesine katkıda bulunan bir potansiyel etyolojik faktör olarak kabul edilmiştir. İnsanlar xenobiotic kimyasalların geniş bir dizi sunulur ve bir büyük gerek roman araştırma teknikleri etkili pankreas toxicants tanımlamak ve toksisite pankreas hücreleri belirli mekanizmasının araştırmak için.

Bu çalışmada, yayımlanmış yordamlar14, dayalı geliştirdi...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Yazarlar onlar rakip hiçbir mali çıkarları var bildirin.

Teşekkürler

Bu eser CREH merkezi NIEHS tarafından ve Ulusal Doğa Bilimleri Foundation of China (No. 31572626) tarafından desteklenen bir pilot proje hibe tarafından desteklenmiştir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
10 kez; Hank' S Dengeli Tuz Çözeltisi GIBCO14185-052
Kollajenaz Tip 4Worthington Biochemical CorporationCLS-4
polisekroz / sodyum diatrizoat çözeltisi  Sigma10771
2 ',7'-diklorofloresein (DCFH-DA)SigmaD6883-50MG
floresan mikroplaka okuyucu ve nbsp;Biotek
L-glutaminSigmaG8540-25G
streptomisinGIBCO15140148
FBSGIBCO26140079
RPMI 1640GIBCO11875-085
avertinSigmaT48402-25G
Sıçan / Fare İnsülin ELISA KitiMilliporeEZRMI-13K
96 oyuklu plaka santrifüjü içinSantrifüjSorvalSorval RT7
Floresan okuma içinmikroplaka okuyucuBiotekEpoch 2

Kaynaklar

  1. Maruthur, N. M. The growing prevalence of type 2 diabetes: increased incidence or improved survival? Current diabetes reports. 13 (6), 786-794 (2013).
  2. Houstis, N., Rosen, E. D., Lander, E. S. Reactive oxygen species have a causal role in multiple forms of insulin resistance. Nature. 440 (7086), 944-948 (2006).
  3. Ma, Z. A., Zhao, Z., Turk, J. Mitochondrial dysfunction and beta-cell failure in type 2 diabetes mellitus. Exp Diabetes Res. , 703538(2012).
  4. Valavanidis, A., Vlahogianni, T., Dassenakis, M., Scoullos, M. Molecular biomarkers of oxidative stress in aquatic organisms in relation to toxic environmental pollutants. Ecotoxicology and environmental safety. 64 (2), 178-189 (2006).
  5. Robertson, R. P., Harmon, J., Tran, P. O., Tanaka, Y., Takahashi, H. Glucose toxicity in β-cells: type 2 diabetes, good radicals gone bad, and the glutathione connection. Diabetes. 52 (3), 581-587 (2003).
  6. Kaneto, H., et al. Oxidative stress induces p21 expression in pancreatic islet cells: possible implication in beta-cell dysfunction. Diabetologia. 42 (9), 1093-1097 (1999).
  7. Maechler, P., Jornot, L., Wollheim, C. B. Hydrogen peroxide alters mitochondrial activation and insulin secretion in pancreatic beta cells. Journal of Biological Chemistry. 274 (39), 27905-27913 (1999).
  8. Gao, D., et al. The effects of palmitate on hepatic insulin resistance are mediated by NADPH Oxidase 3-derived reactive oxygen species through JNK and p38MAPK pathways. Journal of Biological Chemistry. 285 (39), 29965-29973 (2010).
  9. Efendić, S., et al. Pancreastatin and islet hormone release. Proceedings of the National Academy of Sciences. 84 (20), 7257-7260 (1987).
  10. Tian, Y., Ke, S., Denison, M. S., Rabson, A. B., Gallo, M. A. Ah receptor and NF-κB interactions, a potential mechanism for dioxin toxicity. Journal of Biological Chemistry. 274 (1), 510-515 (1999).
  11. Cui, H., et al. Pregnane X receptor regulates the AhR/Cyp1A1 pathway and protects liver cells from benzo-[α]-pyrene-induced DNA damage. Toxicology Letters. 275, 67-76 (2017).
  12. Li, L. A., Wang, P. W. PCB126 induces differential changes in androgen, cortisol, and aldosterone biosynthesis in human adrenocortical H295R cells. Toxicological Sciences. 85 (1), 530-540 (2005).
  13. Asahi, J., et al. Bisphenol A induces endoplasmic reticulum stress-associated apoptosis in mouse non-parenchymal hepatocytes. Life sciences. 87 (13), 431-438 (2010).
  14. Szot, G. L., Koudria, P., Bluestone, J. A. Murine pancreatic islet isolation. JoVE (Journal of Visualized Experiments). (7), e255(2007).
  15. Kirstetter, P., Lagneau, F., Lucas, O., Krupa, Y., Marty, J. Role of endothelium in the modulation of isoflurane-induced vasodilatation in rat thoracic aorta. British journal of anaesthesia. 79 (1), 84-87 (1997).
  16. Brown, E., Umino, Y., Loi, T., Solessio, E., Barlow, R. Anesthesia can cause sustained hyperglycemia in C57/BL6J mice. Visual neuroscience. 22 (5), 615-618 (2005).
  17. Vaupel, D., McCoun, D., Cone, E. J. Phencyclidine analogs and precursors: rotarod and lethal dose studies in the mouse. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 230 (1), 20-27 (1984).
  18. Neuman, J. C., Truchan, N. A., Joseph, J. W., Kimple, M. E. A method for mouse pancreatic islet isolation and intracellular cAMP determination. Journal of visualized experiments: JoVE. (88), (2014).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Etiketler

Pankreas Adac k zolasyonuFare Pankreas Adac klarROS Tespit AnaliziGlukozla Stim le Edilmi ns lin Sal n mevresel Kimyasal TaramaKollajenaz SindirimiGradyan Santrif jasyonDCFH DA Floresan BoyasN Asetil Sistein UygulamasAdac k K lt r Y ntemi
Bir fare pankreas adacık hücre tabanlı tarama diyabetojenik çevresel kimyasallar için
Bize Ulaşın
Kütüphaneye Öner

Gizlilik

Kullanım Koşulları

Politikalar

Telif Hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.