INS-1Eインスリノーマ細胞における2年間の連続培養中に研究されたグルコース感受性と代謝分泌カップリング

ラットインスリノーマ由来のINS-1細胞は、広く使用されているベータ細胞代理を構成します。ただし、非臨床的性質のため、INS-1細胞は不均一であり、長時間の培養期間にわたって安定していません。インスリン含有量とグルコースに対する分泌反応の両方に基づいて、親INS-1からクローンINS-1E細胞を分離しました。ここでは、2.2歳の連続追跡を表す116の通路（no。27-142）を超える安定した分化INS-1Eベータセル表現型について説明します。INS-1E細胞は安全に培養し、40〜100の通路内で使用でき、平均インスリン含有量は2.30 +/- 0.11マイクログ/百万細胞です。グルコース誘発性インスリン分泌は用量関連であり、ラット膵島応答と同様でした。分泌は15 mmグルコースで6.2倍増加し、10.4 mmの50％の有効濃度を示しました。アミノ酸とスルホニル尿症に対する分泌反応は、膵島の反応と類似していた。さらに、INS-1E細胞は、脱分極された状態でのインスリン放出のグルコース誘発強化によって判断されるように、増幅経路を保持しました。代謝パラメーターに関して、INS-1E細胞は、NAD（P）H、サイトゾルCa（2+）、およびミトコンドリアCa（2+）レベルのグルコース用量依存性上昇を示しました。対照的に、ミトコンドリア膜電位、ATPレベル、および細胞膜電位はすべて、7.5 mMグルコースによって完全に活性化されました。穿孔パッチクランプ技術を使用して、7.5および15 mmのグルコースは、同程度に電気活動を誘発しました。k（ATP）電流は、ジアゾキシドとトルブタミドを使用して、全細胞電圧クランプで同定されました。ネイティブベータ細胞と同様に、トルブタミドは電気活性を誘発し、K（ATP）コンダクタンスが安静時の可能性を設定する上で重要であることを示しています。したがって、INS-1E細胞は安定した価値のあるベータ細胞モデルを表します。

Rat insulinoma-derived INS-1 cells constitute a widely used beta-cell surrogate. However, due to their nonclonal nature, INS-1 cells are heterogeneous and are not stable over extended culture periods. We have isolated clonal INS-1E cells from parental INS-1 based on both their insulin content and their secretory responses to glucose. Here we describe the stable differentiated INS-1E beta-cell phenotype over 116 passages (no. 27-142) representing a 2.2-yr continuous follow-up. INS-1E cells can be safely cultured and used within passages 40-100 with average insulin contents of 2.30 +/- 0.11 microg/million cells. Glucose-induced insulin secretion was dose-related and similar to rat islet responses. Secretion saturated with a 6.2-fold increase at 15 mm glucose, showing a 50% effective concentration of 10.4 mm. Secretory responses to amino acids and sulfonylurea were similar to those of islets. Moreover, INS-1E cells retained the amplifying pathway, as judged by glucose-evoked augmentation of insulin release in a depolarized state. Regarding metabolic parameters, INS-1E cells exhibited glucose dose-dependent elevations of NAD(P)H, cytosolic Ca(2+), and mitochondrial Ca(2+) levels. In contrast, mitochondrial membrane potential, ATP levels, and cell membrane potential were all fully activated by 7.5 mm glucose. Using the perforated patch clamp technique, 7.5 and 15 mm glucose elicited electrical activity to a similar degree. A K(ATP) current was identified in whole cell voltage clamp using diazoxide and tolbutamide. As in native beta-cells, tolbutamide induced electrical activity, indicating that the K(ATP)conductance is important in setting the resting potential. Therefore, INS-1E cells represent a stable and valuable beta-cell model.