Het beoordelen van replicatie en Beta cel functie in Adenovirally-getransduceerde Geïsoleerd Rodent Eilandjes
Summary
Dit protocol maakt het mogelijk factoren te identificeren die de functionele beta cel massa moduleren om potentiële therapeutische doelen voor de behandeling van diabetes te vinden. Het protocol bestaat uit een gestroomlijnde methode om eilandje replicatie-en bèta-cel functie te beoordelen in geïsoleerde eilandjes rat na manipulatie van genexpressie met adenovirussen.
Abstract
Glucose-homeostase wordt voornamelijk bepaald door de endocriene hormonen insuline en glucagon, afgescheiden van de pancreatische beta-en alfa-cellen, respectievelijk. Functionele betacelmassa wordt bepaald door de anatomische betacelmassa alsmede het vermogen van de beta cellen reageren op een nutriënten. Een verlies van functionele beta cel massa staat centraal in zowel grote vormen van diabetes 1-3. Overwegende dat de dalende functionele beta cel massa het gevolg is van een auto-immuunziekte bij type 1 diabetes, bij type 2 diabetes, deze verlagen ontwikkelt zowel vanuit een onvermogen van bèta-cellen op de juiste insuline afscheiden en de vernietiging van de bètacellen van een kader van mechanismen. Zo, de inspanningen om functionele beta cel massa te herstellen zijn van cruciaal belang voor de betere behandeling van en de mogelijke behandelingen voor diabetes.
Er wordt gewerkt aan moleculaire pathways die kan worden benut om de replicatie te stimuleren en verbeteren van de functie van beta-cellen te identificeren.Idealiter zou therapeutische doelen verbeteren, zowel beta cel groei en functie. Misschien nog belangrijker echter is vast te stellen of een strategie die beta celgroei stimuleert ten koste gaat van de verslechterende beta cel functie (zoals bij sommige oncogenen) en vice versa.
Door systematisch te onderdrukken of overexpressie van de expressie van genen in geïsoleerde eilandjes rat kan men potentiële therapeutische doelen voor het verhogen van functionele bèta-celmassa 4-6. Adenovirale vectoren kan worden gebruikt om efficiënt overexpressie of knockdown eiwitten in geïsoleerde eilandjes rat 4,7-15. Hier presenteren we een methode om genexpressie gebruik te maken van adenovirale transductie te manipuleren en te beoordelen eilandje replicatie-en bèta-cel functie in geïsoleerde eilandjes rat (figuur 1). Deze methode is eerder gebruikt om nieuwe targets beta cel-replicatie of functie 5,6,8,9,16,17 moduleren te identificeren.
Protocol
Discussion
Vaststelling van trajecten waarmee die kunnen worden gegoten om de replicatie te stimuleren en de functie van beta-cellen te verbeteren van belang zijn voor zowel grote vormen van diabetes. Omdat de functionele beta cel massa is afhankelijk van het bestaan en de functie van insuline-afscheidende cellen, de beoordeling van deze determinanten tegelijkertijd heeft zo zijn voordelen. Dit protocol beschrijft een gestroomlijnde protocol om te bepalen of overexpressie of onderdrukking van een eiwit leidt tot veranderinge…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd ondersteund door subsidie DK078732 van de NIH (naar PTF).
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
| RPMI 1640 media | Gibco | 11879 | |
| Penicillin/streptomycin | Gibco | 15140 | |
| 6-well plate | BD-Falcon | 35-1146 | Non-TC treated |
| [methyl-3H]-thymidine | Perkin Elmer | NET027Z001MC | 1 mCi/ml |
| Micro-centrifuge tubes | Denville | C2170 | 1.7 ml |
| NaCl | Sigma | 59888 | |
| KCl | Acros | 42409 | |
| KH2PO4 | Acros | 20592 | |
| MgSO4 | Acros | 41348 | |
| CaCl2 | Acros | 34961 | |
| HEPES | Sigma | H0887 | 1 M solution |
| 35% BSA | Sigma | A7979 | |
| NaHCO3 | Acros | 42427 | |
| d-glucose | Sigma | G8769 | |
| TCA | Fisher Scientific | SA9410-1 | 10% w/v |
| NaOH | Acros | 12426 | |
| Scintillation counting tube | Sarstedt | 58.536 | 7 ml, PP |
| Scintillation counting tube cap | Sarstedt | 65.816 | |
| Econo-Safe counting cocktail | RPI | 111175 | |
| Insulin RIA | Siemens | TKIN2 | |
| BCA Assay Kit | Thermo Scientific | 23250 | |
| Equipment | |||
| Centrifuge | Eppendorf | 5415R | |
| Scintillation counting tube rack | Sarstedt | 93.1431.001 | |
| Liquid scintillation counter | Perkin Elmer | Tri-Carb 2910TR |
Referências
- Ferrannini, E. beta-Cell function in subjects spanning the range from normal glucose tolerance to overt diabetes: a new analysis. J. Clin. Endocrinol. Metab. 90, 493-500 (2005).
- Weyer, C., Bogardus, C., Mott, D. M., Pratley, R. E. The natural history of insulin secretory dysfunction and insulin resistance in the pathogenesis of type 2 diabetes mellitus. J. Clin. Invest. 104, 787-794 (1999).
- Keenan, H. A. Residual insulin production and pancreatic ss-cell turnover after 50 years of diabetes: Joslin Medalist Study. Diabetes. 59, 2846-2853 (2010).
- Bain, J. R., Schisler, J. C., Takeuchi, K., Newgard, C. B., Becker, T. C. An adenovirus vector for efficient RNA interference-mediated suppression of target genes in insulinoma cells and pancreatic islets of langerhans. Diabetes. 53, 2190-2194 (2004).
- Fueger, P. T. Trefoil factor 3 stimulates human and rodent pancreatic islet beta-cell replication with retention of function. Mol. Endocrinol. 22, 1251-1259 (2008).
- Schisler, J. C. Stimulation of human and rat islet beta-cell proliferation with retention of function by the homeodomain transcription factor Nkx6.1. Mol. Cell Biol. 28, 3465-3476 (2008).
- Chan, C. B. Overexpression of uncoupling protein 2 inhibits glucose-stimulated insulin secretion from rat islets. Diabetes. 48, 1482-1486 (1999).
- Cozar-Castellano, I., Takane, K. K., Bottino, R., Balamurugan, A. N., Stewart, A. F. Induction of beta-cell proliferation and retinoblastoma protein phosphorylation in rat and human islets using adenovirus-mediated transfer of cyclin-dependent kinase-4 and cyclin D1. Diabetes. 53, 149-159 (2004).
- Icyuz, M. Adenovirus infection activates akt1 and induces cell proliferation in pancreatic islets1. Transplantation. 87, 821-824 (2009).
- Kaneto, H. Activation of the hexosamine pathway leads to deterioration of pancreatic beta-cell function through the induction of oxidative stress. J. Biol. Chem. 276, 31099-31104 (2001).
- Antinozzi, P. A., Berman, H. K., O’Doherty, R. M., Newgard, C. B. Metabolic engineering with recombinant adenoviruses. Annu. Rev. Nutr. 19, 511-544 (1999).
- Newgard, C. B., Becker, T. C., Berman, H. K., O’Doherty, R. M. Regulation of overexpressed hexokinases in liver and islet cells. Biochem. Soc. Trans. 25, 118-122 (1997).
- Becker, T. C., BeltrandelRio, H., Noel, R. J., Johnson, J. H., Newgard, C. B. Overexpression of hexokinase I in isolated islets of Langerhans via recombinant adenovirus. Enhancement of glucose metabolism and insulin secretion at basal but not stimulatory glucose levels. J. Biol. Chem. 269, 21234-21238 (1994).
- Csete, M. E. Adenoviral-mediated gene transfer to pancreatic islets does not alter islet function. Transplant Proc. 26, 756-757 (1994).
- Csete, M. E. Efficient gene transfer to pancreatic islets mediated by adenoviral vectors. Transplantation. 59, 263-268 (1995).
- Meng, Z. X. Activation of liver X receptors inhibits pancreatic islet beta cell proliferation through cell cycle arrest. Diabetologia. 52, 125-135 (2009).
- Ronnebaum, S. M. A pyruvate cycling pathway involving cytosolic NADP-dependent isocitrate dehydrogenase regulates glucose-stimulated insulin secretion. J. Biol. Chem. , (2006).
- Milburn, J. L. Pancreatic beta-cells in obesity. Evidence for induction of functional, morphologic, and metabolic abnormalities by increased long chain fatty acids. J. Biol. Chem. 270, 1295-1299 (1995).
- Szot, G., Koudria, P., Bluestone, J. Murine Pancreatic Islet Isolation. J. Vis. Exp. (7), e255 (2007).
