Summary

Vurdere sekretoriske Kapasitet av bukspyttkjertelen akinærceller

Published: August 28, 2014
doi:

Summary

Isolerte bukspyttkjertelen acini beholde sin in vivo morfologi og aktivitet og tilby effektive måter for å overvåke og manipulere sekresjon. Dette arbeidet viser hvordan acini kan bli isolert fra muse bukspyttkjertelen, og hvordan deres sekretoriske kapasiteter kan vurderes.

Abstract

Bukspyttkjertelen akinærceller produsere og skille ut fordøyelsesenzymer. Disse cellene er organisert som en klynge som danner og deler en felles lumen. Dette arbeidet viser hvordan den sekretoriske evne av disse cellene kan bli vurdert ved dyrking av isolerte acini. Oppsettet er fordelaktig, siden isolert acini, som beholde mange karakteristikker av intakt eksokrin pankreas kan manipuleres og overvåkes lettere enn i hele dyret. Riktig isolering av pankreatisk acini er en viktig forutsetning for at den ex vivo-kultur vil representere in vivo natur acini. Protokollen viser hvordan du isolere intakt acini fra musen bukspyttkjertelen. Deretter blir to komplementære fremgangsmåter for evaluering av pankreatisk sekresjon presenteres. Den amylase sekresjon assay tjener som et globalt mål, mens direkte avbildning av pankreatisk sekresjon tillater karakterisering av sekresjonen ved en sub-cellulær oppløsning. Kollektivt, teknikker preseted her, lar et bredt spekter av eksperimenter for å studere eksokrin sekresjon.

Introduction

Den eksokrin pancreas utgjør mesteparten av massen av pattedyr bukspyttkjertelen og er dedikert til produksjon og sekresjon av fordøyelsesenzymer en. Den funksjonelle enhet av eksokrin bukspyttkjertelen, acinus, er en klynge av epitelceller som danner og deler en felles lumen. Ved hormonell eller neuronal stimulering, blir vesiklene er fylt med enzymer transportert til den apikale celleoverflaten, sikring med den og utvise deres innhold inn i hulrommet 1-3. De utskilte enzymer blir deretter drenert av et koalescerende sett med kanaler inn i tynntarmen, hvor de katalyserer nedbrytingen av maten til næringsstoffer.

Denne videoen viser hvordan intakt acini er isolert fra hele bukspyttkjertelen og hvordan deres sekretorisk kapasitet kan vurderes. Ved hjelp av dette oppsettet er pankreatisk sekresjon kvantifiseres ved å måle den relative mengde av amylase som ble frigjort etter stimulering. Alternativt kan sekresjon avbildes lever ved bruk av forskjelligesensorer og fargestoffer.

Den ex vivo oppsett av pankreatisk acini er fordelaktig, siden isolert acini, som beholde mange egenskaper ved de intakte bukspyttkjertelen, kan manipuleres og overvåkes lettere enn i hele dyret 4-6. Dette oppsettet ble opprinnelig utviklet på slutten av 1970-tallet og var siden utvidet for studiet av flere eksokrine vev som spytt og brystkjertler 3-7. Spesielt, innrømmer det studiet av sekresjon med minimal forstyrrelse for de komplekse cellulære organisasjoner av disse polariserte epitel.

Protocol

MERK: prosedyrer som involverer dyr fag har blitt godkjent av Institutional Animal Care og bruk komité (IACUC) ved Weizmann Institute of Science. 1. Prøvepreparering Isolering av bukspyttkjertelen acini Forbered 300 ml frisk Krebs-Ringer bikarbonat HEPES (KRBH) medium før start. Bland 140 mM NaCl, 4,7 mM KCl, 1,16 mM MgCl2, 1 mM CaCl 2, 11 mM glukose, 10 mm HEPES. Legg bovint serumalbumin (BSA) og 0,1 mg / ml soyabønne trypsin-inhibitor (STI) (re…

Representative Results

Bukspyttkjertelen acini som ble isolert skikkelig vise en stereotyp morfologi sett lyset. Deres basolateral domener skal vises rundt og blottet for blebs. Den apikale domenet er omgitt av hundrevis av sekretoriske vesikler og er mørkere i fargen (Figur 2A, B). Kjernene er plassert basal til vesikulært området. Cellerester og komponenter av pankreatisk duktalt systemet og i det endokrine pankreas, som kan detekteres på et tidlig stadium av acini isolert (figur 2C, D), bør være frav…

Discussion

Foruten den ex vivo-kultur, alternativt oppsett for studiet av eksokrin sekresjon omfatter intravital mikroskopi og måling av fluider fra bukspyttkjertelkanalen. Intramikroskopi ble vist seg å fungere godt i musen spyttkjertler 10. Denne metoden kan ta opp sekresjon i sanntid i intakte dyr, men er begrenset i sin oppløsning og ved at innretningen for å manipulere det eksokrine vev. Vurdere sekresjon ved å samle væske fra bukspyttkjertelen duct ble oppnådd i bedøvede rotter 11. Imid…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Dette arbeidet ble finansiert av et stipend fra US-Israel BSF til B og EDSBS er en incumbent av Hilda og Cecil Lewis professor stol i Molecular Genetics.

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).

Play Video

Cite This 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