Name: a murine pancreatic islet cell-based screening for diabetogenic environmental chemicals
Uploaded: 2018-06-25T12:30:00
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Este trabalho foi apoiado por uma concessão do projeto piloto do centro CREH patrocinado pela NIEHS e pela Fundação Nacional de ciências naturais da China (n. º 31572626).

Todos os experimentos com animais foram executados em conformidade com todas as orientações pertinentes, regulamentos e agências reguladoras. O protocolo que está sendo demonstrado foi realizado sob a orientação e aprovação do cuidado institucional do Animal e Comissão de utilização (IACUC) do Texas A & M Instituto de Medicina Genômica.
1. preparação da solução
<ol><li>Diluir a solução de sal equilibrada do Hank x 10 x 1 com água destilada dobro H2O e armazenar ...

<ol>
	<li>Maruthur, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+growing+prevalence+of+type+2+diabetes:+increased+incidence+or+improved+survival?.">The growing prevalence of type 2 diabetes: increased incidence or improved survival?.</a> Current diabetes reports. 13 (6), 786-794 (2013).</li><li>Houstis, N., Rosen, E. D., Lander, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reactive+oxygen+species+have+a+causal+role+in+multiple+forms+of+insulin+resistance.">Reactive oxygen species have a causal role in multiple forms of insulin resistance.</a> Nature. 440 (7086), 944-948 (2006).</li><li>Ma, Z. A., Zhao, Z., Turk, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitochondrial+dysfunction+and+beta-cell+failure+in+type+2+diabetes+mellitus.">Mitochondrial dysfunction and beta-cell failure in type 2 diabetes mellitus.</a> Exp Diabetes Res. , 703538 (2012).</li><li>Valavanidis, A., Vlahogianni, T., Dassenakis, M., Scoullos, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+biomarkers+of+oxidative+stress+in+aquatic+organisms+in+relation+to+toxic+environmental+pollutants.">Molecular biomarkers of oxidative stress in aquatic organisms in relation to toxic environmental pollutants.</a> Ecotoxicology and environmental safety. 64 (2), 178-189 (2006).</li><li>Robertson, R. P., Harmon, J., Tran, P. O., Tanaka, Y., Takahashi, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glucose+toxicity+in+&#946;-cells:+type+2+diabetes,+good+radicals+gone+bad,+and+the+glutathione+connection.">Glucose toxicity in &#946;-cells: type 2 diabetes, good radicals gone bad, and the glutathione connection.</a> Diabetes. 52 (3), 581-587 (2003).</li><li>Kaneto, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxidative+stress+induces+p21+expression+in+pancreatic+islet+cells:+possible+implication+in+beta-cell+dysfunction.">Oxidative stress induces p21 expression in pancreatic islet cells: possible implication in beta-cell dysfunction.</a> Diabetologia. 42 (9), 1093-1097 (1999).</li><li>Maechler, P., Jornot, L., Wollheim, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrogen+peroxide+alters+mitochondrial+activation+and+insulin+secretion+in+pancreatic+beta+cells.">Hydrogen peroxide alters mitochondrial activation and insulin secretion in pancreatic beta cells.</a> Journal of Biological Chemistry. 274 (39), 27905-27913 (1999).</li><li>Gao, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+palmitate+on+hepatic+insulin+resistance+are+mediated+by+NADPH+Oxidase+3-derived+reactive+oxygen+species+through+JNK+and+p38MAPK+pathways.">The effects of palmitate on hepatic insulin resistance are mediated by NADPH Oxidase 3-derived reactive oxygen species through JNK and p38MAPK pathways.</a> Journal of Biological Chemistry. 285 (39), 29965-29973 (2010).</li><li>Efendi&#263;, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pancreastatin+and+islet+hormone+release.">Pancreastatin and islet hormone release.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 84 (20), 7257-7260 (1987).</li><li>Tian, Y., Ke, S., Denison, M. S., Rabson, A. B., Gallo, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ah+receptor+and+NF-&#954;B+interactions,+a+potential+mechanism+for+dioxin+toxicity.">Ah receptor and NF-&#954;B interactions, a potential mechanism for dioxin toxicity.</a> Journal of Biological Chemistry. 274 (1), 510-515 (1999).</li><li>Cui, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pregnane+X+receptor+regulates+the+AhR/Cyp1A1+pathway+and+protects+liver+cells+from+benzo-[&#945;]-pyrene-induced+DNA+damage.">Pregnane X receptor regulates the AhR/Cyp1A1 pathway and protects liver cells from benzo-[&#945;]-pyrene-induced DNA damage.</a> Toxicology Letters. 275, 67-76 (2017).</li><li>Li, L. A., Wang, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PCB126+induces+differential+changes+in+androgen,+cortisol,+and+aldosterone+biosynthesis+in+human+adrenocortical+H295R+cells.">PCB126 induces differential changes in androgen, cortisol, and aldosterone biosynthesis in human adrenocortical H295R cells.</a> Toxicological Sciences. 85 (1), 530-540 (2005).</li><li>Asahi, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bisphenol+A+induces+endoplasmic+reticulum+stress-associated+apoptosis+in+mouse+non-parenchymal+hepatocytes.">Bisphenol A induces endoplasmic reticulum stress-associated apoptosis in mouse non-parenchymal hepatocytes.</a> Life sciences. 87 (13), 431-438 (2010).</li><li>Szot, G. L., Koudria, P., Bluestone, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Murine+pancreatic+islet+isolation.">Murine pancreatic islet isolation.</a> JoVE (Journal of Visualized Experiments). (7), e255 (2007).</li><li>Kirstetter, P., Lagneau, F., Lucas, O., Krupa, Y., Marty, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+endothelium+in+the+modulation+of+isoflurane-induced+vasodilatation+in+rat+thoracic+aorta.">Role of endothelium in the modulation of isoflurane-induced vasodilatation in rat thoracic aorta.</a> British journal of anaesthesia. 79 (1), 84-87 (1997).</li><li>Brown, E., Umino, Y., Loi, T., Solessio, E., Barlow, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anesthesia+can+cause+sustained+hyperglycemia+in+C57/BL6J+mice.">Anesthesia can cause sustained hyperglycemia in C57/BL6J mice.</a> Visual neuroscience. 22 (5), 615-618 (2005).</li><li>Vaupel, D., McCoun, D., Cone, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phencyclidine+analogs+and+precursors:+rotarod+and+lethal+dose+studies+in+the+mouse.">Phencyclidine analogs and precursors: rotarod and lethal dose studies in the mouse.</a> Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 230 (1), 20-27 (1984).</li><li>Neuman, J. C., Truchan, N. A., Joseph, J. W., Kimple, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+method+for+mouse+pancreatic+islet+isolation+and+intracellular+cAMP+determination.">A method for mouse pancreatic islet isolation and intracellular cAMP determination.</a> Journal of visualized experiments: JoVE. (88), (2014).</li></ol>

Acumular evidências sugere que a exposição a substâncias químicas ambientais desempenha um papel importante no desenvolvimento do T2DM. Induzida por xenobióticos ROS tem sido reconhecida como um fator etiológico potencial, contribuindo para o desenvolvimento do T2DM. Os seres humanos são expostos a uma ampla gama de produtos químicos xenobióticos e há uma grande necessidade de técnicas de pesquisa de romance para efetivamente identificar os tóxicos do pâncreas e para investigar o mecanismo de toxicidade esp...

Aumento na prevalência de T2DM tornaram-se uma crise de saúde global nos últimos anos posando uma séria ameaça à saúde pública1. Muitos fatores foram encontrados para ser causalmente ligada ao desenvolvimento do T2DM, entre os quais, recorrentes achados sugerem que um ponto convergente comuns a esses fatores é a indução de estresse oxidativo, que leva à geração de excessiva ROS2 , 3.
Um amplo espectro de produtos químicos ambientais incluindo PCBs, dioxinas e BaP foi encontrado para induzir o estresse oxidativo, que pode prejudicar a função das células β do pâncreas e levar à resistência à insulina e T2DM4. Embora o nível fisiológico de ROS desempenha um papel importante nas funções celulares, exposição a ROS que excede a capacidade do sistema antioxidante resulta em danos de tecidos/células e leva a doenças5. Células β do pâncreas expressam um baixo nível de enzima antioxidante e assim são um alvo sensível para o dano mediada por estresse oxidativo6,7. A exposição crônica a níveis elevados de ROS foi mostrada para causar disfunção de células pancreáticas induzida por estresse5 bem como resistência à insulina no fígado e tecido adiposo8.
O objetivo geral deste projeto é desenvolver um ensaio baseada em célula de substâncias químicas de tela para seus potenciais de diabetogenic com base na sua indução de ROS em células pancreáticas. O pâncreas carece de desintoxicação metabólica e é um alvo sensível para dano induzido por xenobiótico6,7. Portanto, medindo diretamente o ROS gerado nas células do pâncreas, este ensaio deve fornecer uma aproximação direta da lesão induzida por produto químico no pâncreas. Para desenvolver este método, nós isolado de ilhotas pancreáticas do mouse, culta o ilhéu isolado sob condição de cultura celular com produtos químicos e utilizou a geração de ROS induzida por substância química como a leitura. Este procedimento é simples e eficaz na identificação de produtos químicos ROS-induzindo o ilhéu isolado; Isso pode ser desenvolvido para a investigação dos mecanismos de toxicidade que são específicos para o pâncreas em vitro.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="858">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:289px;">10&#215;Hank&#8217;s balanced salt solution&#160;</td>
			<td style="width:283px;">GIBCO</td>
			<td style="width:119px;">14185-052</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Collagenase Type 4</td>
			<td>Worthington Biochemical Corporation</td>
			<td>CLS-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">polysucrose/sodium diatrizoate solution&#160;</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>10771</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">2&#8217;,7&#8217;-dichlorofluorescein (DCFH-DA)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>D6883-50MG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">fluorescence microplate reader&#160;</td>
			<td>Biotek</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">L-glutamine</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>G8540-25G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">streptomycin</td>
			<td>GIBCO</td>
			<td>15140148</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">FBS</td>
			<td>GIBCO</td>
			<td>26140079</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">RPMI 1640</td>
			<td>GIBCO</td>
			<td>11875-085</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">avertin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>T48402-25G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Rat/Mouse Insulin ELISA Kit</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>EZRMI-13K</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Centrifuge</td>
			<td>Sorval</td>
			<td>Sorval RT7</td>
			<td>for 96-well plate centrifuge</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Microplate reader</td>
			<td>Biotek</td>
			<td>Epoch 2</td>
			<td>for fluorescence reading</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a murine pancreatic islet cell-based screening for diabetogenic environmental chemicals

Exposição a certas substâncias químicas ambientais em humanos e animais foi encontrada para causar dano celular das células β do pâncreas que conduzirá ao desenvolvimento de diabetes mellitus tipo 2 (T2DM). Embora os mecanismos para o danos nas células β induzida em química foram clara e susceptível de ser complexo, uma constatação recorrente é que estes produtos químicos induzem o estresse oxidativo levando a geração de espécies de excessiva reativas de oxigênio (ROS) que induzem danos a célula β. Para identificar potenciais produtos químicos ambientais diabetogenic, isolamos as células de ilhotas pancreáticas de camundongos C57BL/6 e de células da ilhota cultivadas em placas de cultura de células 96 poços; em seguida, as células das ilhotas foram tratadas com produtos químicos e a geração de ROS foi detectada por 2', tintura fluorescente 7'-diclorofluoresceína (Diniz Melo-DA). Usando esse método, nós encontrou que o bisfenol A (BPA), Benzo [a] pireno (BaP) e os bifenilos policlorados (PCBs), poderia induzir altos níveis de ROS, sugerindo que eles podem potencialmente induzir danos nas células das ilhotas. Este método deve ser útil para a seleção diabetogenic xenobióticos. Além disso, as células das ilhotas culta também podem ser adaptadas para análise em vitro de toxicidade induzida por substância química nas células do pâncreas.

Uma micrografia de ilhéu isolado do saudável é mostrada na Figura 2, em que ilhéus tem uma forma redonda ou oval com relativamente uniforme tamanho (apesar de uniformidade de tamanho pode variar de cepa para cepa). Em seguida, investigamos as funções de ilhotas pancreáticas em um ensaio em vitro isolando o ilhéu e estimulando a secreção de insulina em ilhotas a cultura. A Figura 3 mostra a nossa análise típic...

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A Murine Pancreatic Islet Cell-based Screening for Diabetogenic Environmental Chemicals

Aqui nós apresentamos um protocolo para isolar células de ilhotas pancreáticas do mouse para as induções ROS de triagem pelos xenobióticos para identificar os potenciais químicos xenobióticos de diabetogenic.

Um rastreio de baseada em célula de murino ilhotas pancreáticas para produtos químicos ambientais Diabetogenic

Exposure to certain environmental chemicals in human and animals has been found to cause cellular damage of the pancreatic &#946; cells which will lead to ...

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

A New Screening Method for the Directed Evolution of Thermostable Bacteriolytic Enzymes

Novo método de triagem para a evolução dirigida de enzimas termoestáveis ​​Bacteriolytic

Directed evolution is defined as a method to harness natural selection in order to engineer proteins to acquire particular properties that are not ...

Imunologia e Infecção

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Isolamento, identificação e purificação de células epiteliais do timo murino

The thymus is a vital organ for T lymphocyte development. Of thymic stromal cells, thymic epithelial cells (TECs) are particularly crucial at multiple ...

A Rapid Strategy for the Isolation of New Faustoviruses from Environmental Samples Using Vermamoeba vermiformis

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Uma estratégia rápida para o isolamento de novos Faustoviruses de amostras ambientais Usando<em&gt; vermiformis Vermamoeba</em

The isolation of giant viruses is of great interest in this new era of virology, especially since these giant viruses are related to protists. Giant ...

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