מכרסם איי הערכת שכפול של התא פונקציה בטא Adenovirally-transduced מבודדים
Summary
פרוטוקול זה מאפשר לזהות את הגורמים לווסת את תפקודי התא המוני ביתא למצוא מטרות טיפוליות אפשריות לטיפול בסוכרת. פרוטוקול מורכבת השיטה יעילה להעריך איון שכפול של התא פונקציה בטא עכברוש איים מבודדים בעקבות מניפולציה של ביטוי גנים עם adenoviruses.
Abstract
הומאוסטזיס הגלוקוז נשלטת בעיקר על ידי אינסולין האנדוקרינית ההורמונים גלוקגון, המופרש מן הלבלב ביתא מתאי אלפא, בהתאמה. מסת התפקוד תא הבטא נקבעת על ידי מסת תאים אנטומי בטא, כמו גם את יכולתם של תאים בטא להגיב עומס התזונתי. אובדן מסת בטא תפקודית תא מרכזי שני צורות עיקריות של סוכרת 1-3. ואילו ירידה תפקודית תאים בטא תוצאות המונית התקפה אוטואימונית סוכרת מסוג 1, סוכרת מסוג 2, הפחתה זו מפתחת גם מחוסר היכולת של תאים בטא להפריש אינסולין כראוי והרס תאים בטא מתוך קאדר של מנגנונים. לפיכך, המאמצים לשקם תא תפקודית המוני ביתא הם עליונה לטיפול טוב יותר ותרופות פוטנציאל לסוכרת.
נערכים מאמצים לזהות מסלולים מולקולריים, שניתן לנצלן כדי לעורר את השכפול ולשפר את תפקוד תאים בטא.באופן אידיאלי, מטרות טיפוליות תשפר גם את גדילת התאים לתפקד בטא. אולי חשוב יותר אף היא לזהות אם האסטרטגיה מעורר צמיחת תאים בטא מגיע במחיר של תפקוד התא ופגיעה בטא (כמו עם אונקוגנים מסוימים), ולהיפך.
על ידי ביטוי בדיכוי שיטתי או overexpressing של גני מטרה של איים מבודדים חולדה, אפשר לזהות מטרות טיפוליות פוטנציאל הגדלת מסת תאים פונקציונלית בטא 4-6. וקטורים adenoviral יכול להיות מועסק על חלבונים overexpress ביעילות או מציאה של איים מבודדים 4,7-15 חולדה. כאן, אנו מציגים שיטה לתפעל ביטוי גנים ניצול התמרה adenoviral ולהעריך איון שכפול של התא פונקציה בטא עכברוש איים מבודדים (איור 1). בשיטה זו נעשה שימוש בעבר כדי לזהות מטרות חדשות, כי לווסת את שכפול התא בטא או פונקציה 5,6,8,9,16,17.
Protocol
Discussion
מסלולים הקובע כי יכול להיות מאופנן כדי לעורר את השכפול ולשפר את תפקוד תאים בטא רלוונטיים בשתי צורות עיקריות של סוכרת. בגלל המסה התפקודית תא בטא תלויה בקיומו והתפקוד של האינסולין בתאים, להערכת הגורמים הללו בעת ובעונה אחת יש יתרונות משלה. פרוטוקול זה מתאר פרוטוקול יעי?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי מענק DK078732 מ-NIH (עד פורומים בעברית).
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).
