Summary

Beurteilung der sekretorischen Kapazität von Azinuszellen des Pankreas

Published: August 28, 2014
doi:

Summary

Isoliert Pankreasazini behalten ihre in-vivo-Morphologie und Aktivität und bieten leistungsfähige Möglichkeiten zur Überwachung und Manipulation Sekretion. Diese Arbeit zeigt, wie Acini von der Bauchspeicheldrüse der Maus isoliert werden, und wie die sekretorischen Fähigkeiten beurteilt werden kann.

Abstract

Azinuszellen des Pankreas produzieren und sezernieren Verdauungsenzyme. Diese Zellen werden als Cluster, die eine gemeinsame Lumen bildet und Aktien organisiert. Diese Arbeit zeigt, wie die sekretorische Fähigkeit dieser Zellen durch Kultur von isolierten Acini bewertet. Das Setup ist vorteilhaft, da isolierte Azini, die viele Eigenschaften des intakten exokrinen Pankreas behalten können manipuliert und leichter überwacht als in der gesamten Tier werden. Die richtige Isolierung von Pankreasazini ist eine wesentliche Voraussetzung, so dass der Ex-vivo-Kultur wird die in-vivo Natur der Acini darstellen. Das Protokoll zeigt, wie intakt Acini von der Maus Bauchspeicheldrüse zu isolieren. Anschließend werden zwei komplementäre Verfahren zur Bewertung Pankreassekretion dargestellt. Die Amylase-Sekretion Assay dient als globales Maß, während die direkte Abbildung von Pankreas-Sekretion ermöglicht die Charakterisierung der Sekretion bei einer subzellulärer Auflösung. Gemeinsam presen die TechnikenTed hier ermöglichen ein breites Spektrum von Experimenten zur exokrinen Sekretion studieren.

Introduction

Exokrinen Pankreas bildet den größten Teil der Masse des Säugerpankreas und arbeitet an der Produktion und Sekretion von Verdauungsenzymen 1. Die Funktionseinheit des exokrinen Pankreas, Azinus, ist ein Cluster von Epithelzellen, die ein gemeinsames Lumen bildet und Anteile. Auf hormonelle oder neuronale Stimulation werden Vesikel mit Enzymen gefüllt, um der apikalen Zelloberfläche transportiert mit ihm, Sicherung und vertreiben ihre Inhalte in das Lumen 1-3. Die sekretierten Enzyme werden dann durch einen Koaleszenz-Satzes von Kanälen in den Dünndarm, wo sie den Abbau von Lebensmitteln in Nährstoffe katalysieren abgelassen.

Dieses Video zeigt, wie intakt Azini werden von der ganzen Bauchspeicheldrüse isoliert und wie ihre sekretorischen Kapazität beurteilt werden kann. Mit diesem Setup wird Pankreas-Sekretion durch Messung der relativen Menge an Amylase, die nach Stimulation veröffentlicht wurde quantifiziert. Alternativ kann die Sekretion Live durch die Verwendung von verschiedenen abzubildendenSensoren und Farbstoffe.

Die Ex-vivo-Setup Pankreasazini ist vorteilhaft, da isolierte Azini, die viele Eigenschaften der intakten Bauchspeicheldrüse behalten, manipuliert und leichter überwacht als in der gesamten Tier 4-6 werden. Dieser Aufbau wurde ursprünglich in den späten 1970er Jahren entwickelt und da bei der Untersuchung der verschiedenen exokrinen Gewebe ausgedehnt wie der Speichel und Brustdrüsen 3-7. Bemerkenswerterweise ermöglicht es die Untersuchung der Sekretion mit minimaler Störung der komplexen Zellverbände dieser polarisierten Epithelien.

Protocol

HINWEIS: Verfahren mit tierischen Patienten wurden von der Institutional Animal Care und Use Committee (IACUC) am Weizmann Institute of Science genehmigt worden. 1. Probenvorbereitung Isolierung von Pankreasazini Bereiten Sie 300 ml frischem Krebs-Ringer-Bicarbonat HEPES (KRBH) Medium vor dem Start. Mischen 140 mM NaCl, 4,7 mM KCl, 1,16 mM MgCl 2, 1 mM CaCl 2, 11 mM Glucose, 10 mM HEPES. Hinzufügen Rinderserumalbumin (BSA) und 0,1 mg / ml Sojabohnen…

Representative Results

Pankreasazini, die ordnungsgemäß isoliert wurden zeigen eine stereotypische Morphologie bei Durchlicht betrachtet. Ihre basolateralen Domänen sollten rund und frei von Blasen erscheinen. Die apikale Domäne wird von Hunderten von sekretorischen Vesikeln umgeben und erscheint dunkler in der Farbe (Abbildung 2a, b). Die Kerne sind basal an die Bläschenbereich. Zelltrümmer und Komponenten des Pankreasgangsystems und des endokrinen Pankreas, die in frühen Stadien der Acini Isolation (2C, D)</s…

Discussion

Neben der Ex-vivo-Kultur, alternative Setups für das Studium der exokrinen Sekretion gehören Intravitalmikroskopie und die Messung von Flüssigkeiten aus dem Pankreasgang. Intravitalmikroskopie wurde gezeigt, dass in der Maus Speicheldrüsen 10 gut bedienen. Dieses Verfahren kann die Sekretion in Echtzeit in dem intakten Tier aufnehmen, wird aber in der Auflösung und durch die Einrichtung zum Manipulieren des exokrinen Gewebe beschränkt. Beurteilung Sekretion durch Sammeln von Flüssigkeiten aus …

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Arbeit wurde durch ein Stipendium der US-Israel-BSF finanziert, um BS und EDSBS ist ein Inhaber des Hilda und Cecil Lewis Professur in Molekulargenetik.

Materials

ICR mice Harlan Any strain will do
HBSS Sigma Aldrich H8264 Can substitude for KRB
BSA Sigma Aldrich A7906 Fraction V
Trypsin inhibitor Sigma Aldrich T9003
Collagenase XI  Sigma Aldrich C0130
Nylon mesh BD Falcon 352360 70-100µm
Amylase infinity reagent  Thermo TR25421
CCK Sigma Aldrich C2175
FM4-64 Lifetechnologies F34653 Diluted to 16µM
20mL scintillation vial Sigma Aldrich Z190527
DeltaVision system  Applied Precision Consisting of an inverted microscope IX71 equipped with 60x/1.4 or 100x/1.3 objectives (Olympus)
Zeiss 510 or 710 confocal microscope Zeiss 60x/1.4 or 100x/1.4 objectives 
Ultra Microplate reader BioTek ELx808

References

  1. Williams, J. A. Regulation of pancreatic acinar cell function. Current Opinion in Gastroenterology. 22, 498-504 (2006).
  2. Schnekenburger, J., et al. The role of kinesin, dynein and microtubules in pancreatic secretion. Cellular and Molecular Life Sciences : CMLS. 66, 2525-2537 (2009).
  3. Geron, E., Schejter, E. D., Shilo, B. Z. Directing exocrine secretory vesicles to the apical membrane by actin cables generated by the formin mDia1. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110, 10652-10657 (2013).
  4. Amsterdam, A., Jamieson, J. D. Structural and functional characterization of isolated pancreatic exocrine cells. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 69, 3028-3032 (1972).
  5. Williams, J. A., Korc, M., Dormer, R. L. Action of secretagogues on a new preparation of functionally intact, isolated pancreatic acini. The American journal of physiology. 235, 517-524 (1978).
  6. Jerdeva, G. V., et al. Actin and non-muscle myosin II facilitate apical exocytosis of tear proteins in rabbit lacrimal acinar epithelial cells. Journal of Cell Science. 118, 4797-4812 (2005).
  7. Menozzi, D., Jensen, R. T., Gardner, J. D. Dispersed pancreatic acinar cells and pancreatic acini. Methods in Enzymology. , 192-271 (1990).
  8. Bi, Y., Williams, J. A. A role for Rho and Rac in secretagogue-induced amylase release by pancreatic acini. Am J Physiol Cell Physiol. 289, C22-C32 (2005).
  9. Palade, G. Intracellular aspects of the process of protein synthesis. Science. 189, 867 (1975).
  10. Masedunskas, A., et al. Role for the actomyosin complex in regulated exocytosis revealed by intravital microscopy. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108, 13552-13557 (2011).
  11. Petersen, H., Grossman, M. I. Pancreatic exocrine secretion in anesthetized and conscious rats. The American Journal of Physiology. 233, E530-E536 (1977).
  12. Riedl, J., et al. Lifeact: a versatile marker to visualize F-actin. Nat Methods. 5, 605-607 (2008).
  13. Porat-Shliom, N., Milberg, O., Masedunskas, A., Weigert, R. Multiple roles for the actin cytoskeleton during regulated exocytosis. Cellular and Molecular Life Sciences : CMLS. 70, 2099-2121 (2013).
check_url/fr/51799?article_type=t

Play Video

Citer Cet Article
Geron, E., Schejter, E. D., Shilo, B. Assessing the Secretory Capacity of Pancreatic Acinar Cells. J. Vis. Exp. (90), e51799, doi:10.3791/51799 (2014).

View Video