الفشوت القوارض تقييم النسخ المتماثل وظيفة خلايا بيتا في Adenovirally-transduced المعزولة
Summary
هذا البروتوكول يسمح احد لتحديد العوامل التي تعدل وظيفي كتلة خلايا بيتا للعثور على الأهداف العلاجية المحتملة لعلاج مرض السكري. بروتوكول يتكون من طريقة مبسطة لتقييم تكرار جزيرة وظيفة خلايا بيتا في جزر معزولة في اعقاب الفئران التلاعب في الجينات مع الفيروسات الغدية.
Abstract
ويتم التحكم في المقام الأول توازن الجلوكوز من قبل الغدد الصماء هرمونات الانسولين والجلوكاجون، يفرز من خلايا بيتا في البنكرياس، وألفا، على التوالي. يتم تحديد وظيفي كتلة خلايا بيتا بيتا من كتلة الخلية التشريحية، فضلا عن قدرة خلايا بيتا للرد على حمل المغذيات. وفقدان وظيفي بيتا كتلة الخلية المركزية على كل من الأشكال الرئيسية لداء السكري 1-3. في حين تراجع وظيفي النتائج بيتا كتلة الخلية من هجوم المناعة الذاتية في مرض السكري نوع 1، في مرض السكري من النوع 2، وهذا النقصان يطور من عدم القدرة على حد سواء من خلايا بيتا لإفراز الإنسولين بشكل مناسب، وتدمير خلايا بيتا من كادر من الآليات. وبالتالي، الجهود المبذولة لاستعادة وظيفي كتلة خلايا بيتا لها أهمية قصوى لتحسين معاملة وعلاج محتمل لمرض السكري.
هناك جهود جارية لتحديد المسارات الجزيئية التي يمكن استغلالها لتحفيز تكرار وتعزيز وظيفة خلايا بيتا.من الناحية المثالية، فإن الأهداف العلاجية تحسين كل من نمو خلايا بيتا ووظيفتها. ربما أكثر أهمية على الرغم من ذلك هو تحديد ما إذا كانت الاستراتيجية التي تحفز نمو خلايا بيتا يأتي على حساب إضعاف وظيفة خلايا بيتا (مثل مع بعض الجينات المسرطنة)، والعكس بالعكس.
بواسطة التعبير قمع منهجي أو overexpressing من الجينات المستهدفة في الجزر الفئران المعزولة، يمكن للمرء تحديد الأهداف العلاجية المحتملة لزيادة وظيفية بيتا كتلة الخلية 4-6. ويمكن استخدام ناقلات الفيروسة الغدانية للبروتينات overexpress بكفاءة أو ضربة قاضية في الجزر الفئران المعزولة 4،7-15. هنا، نقدم طريقة للتلاعب الجيني باستخدام تنبيغ الفيروسة الغدانية وتقييم تكرار جزيرة وظيفة خلايا بيتا في جزر الفئران المعزولة (الشكل 1). وقد استخدمت هذه الطريقة سابقا لتحديد أهداف جديدة أن تعدل بيتا تكرار خلية أو وظيفة 5،6،8،9،16،17.
Protocol
Discussion
تأسيس مسارات التي يمكن أن تكون منظم لحفز تكرار وتعزيز وظيفة خلايا بيتا ذات الصلة على حد سواء الأشكال الرئيسية لداء السكري. لأن كتلة خلايا بيتا وظيفي يعتمد على وجود وظيفة الانسولين إفراز الخلايا، وتقييم هذه المحددات لديها في وقت واحد مزاياه. هذا البروتوكول يصف بروتوك…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذا العمل من قبل منحة DK078732 من المعاهد الوطنية للصحة (لPTF).
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 |
References
- 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).
