A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
כאן, אנו מציגים הומוגנית זמן נפתרה תדאג (HTRF) בתור שיטה יעילה לגילוי מהיר של אינסולין מופרש מתאי.
הגילוי של הפרשת האינסולין הוא קריטי עבור שחקרתי מנגנוני הפרשת מוסדרים גם כמו מחקרים של חילוף החומרים. על פי מבחני אינסולין רבות קיימות כבר עשרות שנים, התפתחות הטכנולוגיה פורסטר תהודה אנרגיה העברה (HTRF) זמן לפתור הומוגנית האחרונות פישטה משמעותית מדידות אלה. זהו מהיר, חסכוני, הדירים חזקים אופטי assay על נוגדנים מצומדת כדי fluorophores בהיר עם פליטה לאורך זמן המאפשרת זמן לפתור פורסטר תהודה אנרגיה העברה. יתר על כן, גילוי האינסולין HTRF הוא לשכנוע הפיתוח של מבחני המיון תפוקה גבוהה. כאן אנו משתמשים HTRF כדי לזהות את הפרשת האינסולין בתאים הארצי-1E, קו תא אינסולינומה-derived חולדה. זה מאפשר לנו להעריך את רמות הבסיס של אינסולין בתגובה לגירוי הגלוקוז שלהם לשינויים. בנוסף, אנו משתמשים זו מערכת איתור של אינסולין כדי לאשר את התפקיד של דופמין כרגולטור שלילי של הפרשת האינסולין מגורה-גלוקוז (GSIS). באופן דומה, אחרים דופמין D2-כמו אגוניסטים לקולטן, quinpirole ו ברומוקריפטין, להפחית GSIS באופן תלוי-ריכוז. התוצאות שלנו להאיר את התועלת של התבנית HTRF assay אינסולין בקביעת את התפקיד של תרופות רבות GSIS ופרופילים תרופתי שלהם.
ויסות חילוף החומרים האנרגיה יסודי על ידי הורמון אנאבולי הגדולות, אינסולין. אינסולין מסונתז והוא שוחרר על ידי בתאי בטא בלבלב כתגובה רמות גלוקוז מוגברת חוץ-תאית. האינסולין שפורסמו מפעיל את קליטת הגלוקוז על ידי רקמות הרגישים אינסולין1,2. מבחינה פיזיולוגית, זה מקושר את העלאת ריכוז הגלוקוז לאחר ארוחה, ואחריו הפרשת אינסולין כדי לווסת את ספיגת הגלוקוז. הפרעות גלוקוז הומאוסטזיס להוביל ליקויי מטבולית לשיאה תנגודת לאינסולין, ובסופו של דבר בתחילתה של סוג 2 סוכרת2,3,4.
למרות הפרשת האינסולין נחקרה בהרחבה, את מנגנוני הרגולציה נותרים ממעטים להבין. אזור קריטי של החקירה היה זיהוי של הרומן מאפננים הפרשת האינסולין על ידי בתאי בטא5,6,7,8. מחקרים אלו דורשות הבנה טובה יותר של הקשר צימוד בין גלוקוז גירוי הפרשת האינסולין. לכן, היכולת לפקח במדויק ולכמת את רמות הפרשת האינסולין מגורה-גלוקוז (GSIS) היה חיוני. עם זאת, עד כה, רק מספר מצומצם של שיטות היו זמינות לאפשר כימות של GSIS באמצעות הורמון האינסולין שורות תאים ו/או לנגרהנס. אחד הוא רדיו אימונולוגי (RIA), אשר מנצל אינסולין מתויג radioisotope, נוגדנים. המגבלות העיקריות של גישה זו כוללות בעיות בטיחות עקב טיפול לסילוק חומרים רדיואקטיביים. בנוסף, שיטה זו היא מהגידולים, מעורבים מרובים כביסה ארוך והשלבים הדגירה. מקושרים-אנזים immunosorbent assay (אליסה) הוא גישה יקר, עתירי עבודה אחרת אשר מנצל נוגדנים לגילוי אינסולין. וריאציה נוגדן הזיקות, היעילות של זיהוי אינסולין המגבילים את הגורמים של שיטה זו, והוא יכול להשפיע על הפארמצבטית את התוצאות. אליסה וגם ריאה תוכנן עבור ניסויים תפוקה גבוהה. AlphaScreen הוא assay הומוגנית המשמש עבור איתור של מדידת רמות של הפרשת האינסולין. AlphaScreen הטכנולוגיה מבוססת על ההמרה של תאורת הסביבה חמצן לתוך מצב גופיה חמצן נרגש זה יכול להגיב עם מינים chemiluminescent, וכתוצאה מכך הדור של chemiluminescence. מכיוון וזמינותו היא הומוגנית, רבים מן השלבים כביסה המשויך ריאה ואליסה נמחקות. אולם, חוסר היציבות של האות בשל אופיו של התגובה היא גורם מגביל שעשויים להשפיע על המדידה של וזמינותו. (TR-מלקחיים, שפותחה על ידי Heyduk ועמיתיו9, היא גישה הומוגנית נוספת למדידה אינסולין בהתבסס על הכריכה של שני נוגדנים נפרד epitopes שונים על מולקולת האינסולין. הנוגדנים הם כל הדנ א תקועים מבחינה כימית מקושר כפול עם קצר משלימים יחיד נטושים DNA המסוכך. איגוד של הנוגדנים לאינסולין מפגיש ביניהם ומוביל דופלקס DNA כפול נטושים. כל נוגדן קשורה גם fluorophore בהתאמה תורם או מקבל, איגוד דופלקס ה-DNA מפגיש את אלה fluorophores כדי ליצור העברת האנרגיה של תהודה פורסטר (סריג). מגבלה אפשרית אחת של TR-מלקחיים, עם זאת, מוטלת סריג עצמה. חוסר היכולת להפיג במהירות רקע זריחה במהלך התגובה סריג עשוי להוביל רמות גבוהות יחסית של קרינה פלואורסצנטית רקע אות חלש ליחס רעש בתוך וזמינותו. לכן, צריך עדיין קיימת עבור וזמינותו אמין, חזקה וחסכונית לכימות תנועת GSIS באופן תפוקה גבוהה.
התפתחויות אחרונות ביופיזיקה יש לשיאה התפתחות assay העברה (HTRF) המבוסס על תהודה זריחה זמן לפתור הומוגנית אנרגיה. באופן ספציפי, בזמן העברת האנרגיה בתוך וזמינותו ייתכן שתואר מבוסס סריג, ליתר דיוק, ש-HTRF מסתמך על הפריה חוץ גופית אנרגיה תהודה העברה (LRET)10 אשר ההעברה הלא-קרינה של אנרגיה בין התורם מקבל מינים11,12,13. ההבחנה זו חשובה, מאז העיתוי של פלורסצנטיות או להרוות מבוסס סריג אינטראקציה היא שונה בהרבה מאשר LRET, למרות אותם סוגים של gating יכול לשמש עבור סריג ו- LRET. יתר על כן, השימוש נדיר earth לנתניד cryptate תרכובות כגון אירופיום או טרביום cryptate ב HTRF מייצר קרינה פלואורסצנטית זמן מחצית החיים12,14. זה מציע את היתרון הייחודי של המבוא של השהיית זמן (µsec) בין התורם עירור מדידת פליטת מ מקבל (קרי, זמן לפתור assay). השהיית הזמן מאפשר זמן מספיק רקע זריחה להתפוגג לפני המדידה של מקבל פליטת קרינה פלואורסצנטית. כתוצאה מכך, המדידה היא ללא קרינה פלואורסצנטית שאינם ספציפיים, לפיכך, יחס אות לרעש גבוה מושגת (איור 1). יתר על כן, הטבע הומוגנית של HTRF מבטל את הצורך לכביסת צעדים לשטוף את המין לא מאוגד, ביצוע וזמינותו הרבה מהירה יותר מאשר אליסה או שיטות מבוססות-ריאה.
איור 1: סכימטי של המנגנון לגילוי אינסולין HTRF. שני נוגדנים חד-שבטיים באופן עצמאי שנוצר במיוחד מזהה, לאגד אינסולין באתרים נפרדים. נוגדנים אלה הם מצומדת התורם cryptate אירופיום או מקבל את XL665. עירור של התורם 337 תוצאות nm בפליטה-620 ננומטר. העברת אנרגיה וכתוצאה מכך גורמת XL665 לפלוט על אורך גל ארוך יותר, 665 ננומטר. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
כאן, אנו מספקים פרוטוקול מפורט עבור משתמש בגישה מבוססת-HTRF כדי לקבוע את הרמות של GSIS מתאי הארצי-1E, ומבוססת הורמון האינסולין תאי בטא-derived עכברוש אינסולינומה תא קו15. בנוסף, וזמינותו הזה עשוי לשמש לזיהוי לפרופיל תרופתי של ווסתי מולקולרית של הפרשת האינסולין. אנו מיישמים את זה אינסולין מבוססי HTRF assay לבחון דופמין D2-כמו ויסות הקולטן GSIS. הגדלת מחקרים גילו כי הנוירוטרנסמיטר דופמין היא הרגולטור חשוב של GSIS8,16,17,18,19,20, 21 , 22. דופמין משפיע על GSIS בצורה autocrine/paracrine נגטיבית באמצעות פעולות על דופמין D2-כמו רצפטורים (D2, D3, קולטנים4 D) בא לידי ביטוי על פני השטח של תאי הלבלב בטא8 , 16 , 19. אנו שימוש assay זו, לאשר את תפקידו של הדופמין כרגולטור שלילי של GSIS, ידגים את השיטה דופמין D2-כמו ברומוקריפטין אגוניסטים לקולטן, quinpirole גם להפחית GSIS.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
1. INS-1E תאים: תחזוקה, ציפוי
2. אינסולין הפרשת Assay (יום 3)
3. HTRF את הפרשת האינסולין מידה
פתרון מניות 500 ננוגרם למ"ל | דילולים טורי | לעבוד [אינסולין] ng/ml |
סטיית תקן 7 | 30 מניות µl + 140 µl KRB | 150 |
סטיית תקן 6 | 30 µl STD 7 + 45 µl KRB | 60 |
סטיית תקן 5 | 30 µl STD 6 + 45 µl KRB | 24 |
מחלת מין 4 | 30 µl STD 5 + 45 µl KRB | 9.6 |
STD 3 | 30 µl STD 4 + 45 µl KRB | 3.84 |
סטיית תקן 2 | 30 µl STD 3 + 45 µl KRB | 1.54 |
סטיית תקן 1 | 30 µl STD 2 + 45 µl KRB | 0.61 |
סטיית תקן 0 | KRB 45 µl | 0 |
הערה: STD שהמניה 500 ng/ml |
טבלה 1. דילולים טורי כדי להפוך את עקומת סטנדרטי של אינסולין.
4. נתוני ניתוח ונורמליזציה
איור 2 : עיקול רגיל אינסולין. מלאי אינסולין אנושי של ריכוזים ידועים נעשה שימוש כדי ליצור את עקומת סטנדרטי של אינסולין. היחס HTRF וכתוצאה מכך (665 ננומטר / 620 ננומטר) שורטטו כנגד ריכוז האינסולין. הנתונים היה מיטבית לעקומה שניה סדר ריבועית פולינום (R2 = 0.99996). . זה עיקול רגיל נציג. קווי שגיאה = ב- SEM אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
אנחנו לאמת שלנו assay HTRF האינסולין על ידי יצירת מעגל אינסולין רגיל באמצעות אינסולין אנושי מטוהרים סטנדרטים של ריכוזים מוגדרים מראש (איור 2). הדור של העקומה רגיל מותר לנו להסיק שהקריאות זריחה רציומטרי ובכך לקבוע את רמות האינסולין המופרש כתגובה הטיפולים סמים ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
וזמינותו אינסולין HTRF המתוארים כאן מציע מערכת מהירה, יעילה כדי למדוד את הפרשת האינסולין ממערכת מבוססי תאים בתרבית. בין היתרונות החשובים ביותר שלה, זו assay מציע אות רקע נמוך בשל יחס אות לרעש גבוה. בנוסף, יש לנו אישר כי האות HTRF הוא יציב במשך פרקי זמן ארוכים (> 24 שעות ביממה)7. עם זאת, מא?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
אנו מודים ניקולס פייר (Cisbio Bioassays) לקבלת עצות מועילות, ד ר פייר Maechler (אוניברסיטת ז'נבה) בנדיבות מתן תוספות-1E תאים. עבודה זו נתמכה על ידי מימון של משרד ההגנה (גרנט PR141292 כדי Z.F.), ואת John F. ננסי א Emmerling קרן של קרן פיטסבורג (ל Z.F.).
המחברים אין לחשוף.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
96-well white half area plate | Greiner Bio-One | 82050-042 | |
384-well white low-volume, round-bottom plate | Corning | 15100157 | |
Insulin High Range Kit | Cisbio Bioassays | 62IN1PEH | 10,000 test HTRF-based insulin assay kit |
PHERAstar FSX plate reader | BMG Labtech | FSX | Plate reader adapted for HTRF-based assay readings |
Plate sealers | Fisher Scientific | DY992 | To seal plate while antibodies incubate |
Hemocytometer | Hausser Scientific | 3100 | |
RPMI Medium 1640 (1x) | Gibco | 11875-093 | [+] L-glutamine |
Trypsin 0.05% | Corning | 25-052-CI | 0.53 mM EDTA, (-) sodium bicarbonate |
DPBS (Dulbecco's phosphate buffered saline) | Corning | 21-031-CV | Without calcium and magnesium |
Fetal Bovine Serum | Corning | 35-010-CV | |
HEPES | Gibco | 156-30-080 | |
Sodium pyruvate | Gibco | 11360070 | |
Penicillin/Streptomycin solution 100x | Corning | 30-002 CT | |
2-mercaptoethanol | Sigma | M1348 | |
Trypan Blue Stain (0.4%) | Gibco | 15250-061 | |
Dopamine hydrochloride | Sigma | 8502 | |
Bromocriptine mesylate | Tocris | 427 | |
(-)-Quinpirole hydrochloride | Tocris | 1061 | |
Bovine Serum Albumin | Calbiochem | 12659 | |
Poly-L-Lysine | Sigma | P4832 | |
Glucose | Sigma | G7021 | |
DMSO (Dimethyl sulfoxide) | Sigma | 276855 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved