Het aanbod van type 2 diabetes eilandjes voor onderzoek ontoereikend is. Hier delen we ons protocol voor het isoleren van eilandjes van patiënten die een gedeeltelijke pancreatectomy. Deze aanpak is een unieke locatie voor het verkrijgen van eilandjes van type 2 diabetes en klinisch afgestemd zonder diabetes in voldoende aantallen voor basis-en klinische studies.
Onderzoek naar de pathogenese van diabetes type 2 en eilandjes van Langerhans een storing werden gehinderd door de beperkte beschikbaarheid van type 2 diabetes eilandjes van orgaandonoren 2. Hier delen we ons protocol voor het isoleren van eilandjes van menselijke pancreas weefsel verkregen van type 2 diabetes en niet-diabetische patiënten die hebben ondergaan gedeeltelijke pancreatectomy te wijten aan verschillende pancreatische ziekten (goedaardig of kwaadaardig pancreas tumoren, chronische pancreatitis, en de galbuis of twaalfvingerige darm tumoren) . Alle betrokken patiënten gaven hun toestemming voor deze studie, die ook was goedgekeurd door de lokale ethische commissie. De chirurgische monsters werden direct geleverd aan de patholoog die zacht en gezond verschijnen alvleesklierweefsel geselecteerd voor eilandje isolatie, behoud van het beschadigde weefsel voor diagnostische doeleinden. Wij vonden dat meer dan 1000 eilandjes te isoleren, we moesten beginnen met ten minste 2 g van de pancreas weefsel. Ook essentieel om ons protocol was om zichtbaar opzwellen het weefsel bij het injecteren van de enzym-bevattende media en vervolgens gehakt naar spijsvertering door het verhogen van de oppervlakte.
Tot verlenging van de toepasbaarheid van ons protocol om af en toe een geval waarin een grote hoeveelheid (> 15 g) van de menselijke pancreas weefsel beschikbaar is onder andere, gebruikten we een Ricordi kamer (50 ml) om het weefsel te verteren. Tijdens de spijsvertering, hebben we de hand schudde de Ricordi kamer 3 met een intensiteit die door model varieerden naargelang het niveau van weefsel fibrose. Een discontinous Ficoll gradiënt werd vervolgens gebruikt om de eilandjes te scheiden van acinaire weefsel. We merkten dat het weefsel pellet moet klein genoeg zijn om homogeen te worden gesuspendeerd in Ficoll medium met een dichtheid van 1,125 g / ml. Na isolatie, we gekweekt de eilandjes onder stress vrije omstandigheden (geen schudden of rotatie) met 5% CO 2 bij 37 ° C gedurende ten minste 48 uur om hun functioneel herstel te vergemakkelijken. Wijdverbreide toepassing van ons protocol en de toekomst verbetering in staat kan stellen het tijdig oogsten van grote hoeveelheden van de menselijke eilandjes van diabetische en klinisch afgestemd zonder diabetes, sterk oprukkende diabetes type 2-onderzoek.
Met behulp van ons protocol, kunnen menselijke eilandjes worden geïsoleerd van de pancreas weefsel afkomstig van een gedeeltelijke pancreatectomy. Het succes van dit protocol is gebaseerd op de zorg die gedurende een paar kritische punten. Voor het behoud van beta-levensvatbaarheid van de cellen, is het essentieel dat het monster snel worden vervoerd op het ijs naar het laboratorium. Daarnaast moet de duur van het weefsel spijsvertering empirisch worden geoptimaliseerd op basis van de graad van weefsel fibrose en de enzymatische activiteit van de media. Dit geldt ook voor de mate van mechanische kracht handmatig toegepast op de Ricordi kamer. Dus om een goede eilandje opbrengst te verkrijgen, is het protocol best uitgevoerd door een toegewijde wetenschapper of technisch assistent. Eerste falen is de norm, tenzij het team is al ervaren in eilandje isolement.
Er zijn belangrijke verschillen tussen onze eilandje isolatie-protocol en de standaard mens eilandje isolatie-methode: 1) Hoewel we gebruiken alvleesklierweefsel onderworpen aan een aantal uren van ischemie tijdens de chirurgische procedure, wordt het direct verwerkt op de site. Dit is in tegenstelling tot pancreata geëxplanteerd van hersendode donoren voor de pancreas / eilandjestransplantatie, die ischemische blijven voor een aantal uren tijdens de toewijzing en levering aan het eilandje isolatie faciliteit. 2) We injecteren collagenase direct in de pancreas weefsel, terwijl het standaard protocol is om het te gieten in de alvleesklier blokkeert. 3) We scheiden de eilandjes met behulp van een discontinue Ficoll gradiënt in plaats van het verzamelen van de eilandjes van een continue Ficoll verloop met een COBE cel processor.
In gevallen waarin de chirurgische specimen is te fibrotische of schaars voor het isoleren van een voldoende aantal eilandjes, kan weefsel nog steeds worden opgehaald door laser capture microdissectie (LCM) 10. Hierdoor kunnen genexpressie data terug te vorderen van vrijwel elke exemplaar, ook al is het eilandje isolatie mislukt of de opbrengst is zeer laag. Helaas, LCM produceert geen levende cellen voor functionele studies en het bedrag is meestal onvoldoende voor proteoomanalyse. Zo kan met behulp van LCM parallel met onze spijsvertering collagenase-protocol om de eilandjes te halen als de meest effectieve manier om chirurgisch exemplaren verwerken.
Bij het verzamelen van weefsel voor eilandje isolatie van gedeeltelijke pancreatectomies, is het belangrijk om zorgvuldig onderzoeken van de patiënt klinische geschiedenis en metabole toestand. Een gedeeltelijk pancreatectomized patiënt kan worden beïnvloed door het type 3c diabetes, dat wil zeggen diabetes secundair aan de alvleesklier aandoening die leidt tot een operatie 6. Onder de 43 deelnemende patiënten die deze operatie onderging in onze afdeling in 2010, 32 waren niet-diabetische, 5 werden beïnvloed door diabetes type 2 en 6 hadden het type 3c diabetes. Deze gegevens komen overeen met eerdere studies wijzen op een gestoorde glucose metabolisme en diabetes bij een groot deel van de patiënten die lijden aan alvleesklierkanker of chronische pancreatitis 6. Wij rekening gehouden met diabetes te zijn van primaire oorsprong als het was gediagnosticeerd ten minste een jaar voorafgaande aan het begin van de symptomen leidt tot pancreatische operatie hebben ondergaan 7. De niveaus van antilichamen tegen eilandje autoantigenen moet ook worden gemeten om een eventuele auto-immune oorsprong van de diabetes acht te evalueren. Omdat een patiënt die pancreatectomy kunnen last hebben van niet-gediagnosticeerde diabetes of glucose-intolerant zijn, moeten alle niet-diabetische patiënten krijgen een orale glucose tolerantie test voorafgaand aan het pancreatectomy 9.
The authors have nothing to disclose.
We willen onze vele collega's die hulp, advies en kritische inbreng van de verschillende stadia van het project bedanken. De productie van deze video artikel werd ondersteund met middelen van het Duitse ministerie voor Onderwijs en Onderzoek (BMBF) aan het Duitse Centrum voor Diabetes Onderzoek (DZD, http://www.dzd-ev.de ), IMIDIA ( http://www . imidia.org ) en het Academisch Ziekenhuis Carl Gustav Carus aan de Technische Universiteit Dresden. Het onderzoek dat leidt tot deze resultaten heeft financiering ontvangen uit het zevende van de Europese Gemeenschap kaderprogramma (FP7/2007-2013) voor het Innovative Medicine Initiative onder subsidieovereenkomst n ° 115005.
Name | Company | Catalogue number |
---|---|---|
Equipment | ||
1 ml serological pipette (CELLSTAR) | greiner bio-one | 604181 |
10 ml serological pipette (CELLSTAR) | greiner bio-one | 607180 |
25 ml serological pipette (CELLSTAR) | greiner bio-one | 760180 |
10 ml Syringe | BD (Becton, Dickinson and Company) | 300912 |
50 ml Syringe | BD (Becton, Dickinson and Company) | 300865 |
5 ml Syringe | BD (Becton, Dickinson and Company) | 309050 |
18 G 1,1/2 Needle Microlance 3 | BD (Becton, Dickinson and Company) | 304622 |
27 Gx1/2 Needle | Braun | 4658300 |
27 Gx3/4 Needle Microlance 3 | BD (Becton, Dickinson and Company) | 302200 |
3 cm cell culture dish 2×2 mm grid | Nunc | 174926 |
20 cm Tissue culture dish | BD (Becton, Dickinson and Company) | 353003 |
6 cm Easy grip petri dish | BD (Becton, Dickinson and Company) | 351016 |
150 ml storage bottle | Corning Incorporated | 431175 |
250 ml Erlenmeyer flasks | Schott Duran | 21 217 36 |
500 ml Erlenmeyer flasks | Schott Duran | 21 217 44 |
250 ml Screw Cap Conical Bottom Centrifuge Tube | Corning Incorporated | 430776 |
50 ml Falcon conical tube | BD (Becton, Dickinson and Company) | 352070 |
260 ml Easyflask Non-treated | Nunc | 156800 |
Millex GV Filter Unit Duropore (0,22 μm) | Millipore | SLGV033RB |
Bottle Top Vacuum Filter (PES 70 mm Diameter Membran, 0,22 μm pore size, 45 mm neck size, 500 mL volume) | Corning Incorporated | 431118 |
Densitometer (Densito 30PX) LWE37463 | Mettler Toledo | 51324450 |
Fast PES Filter Unit 0,2 μm | Nalgene | 569-0020 |
Heating Coil | BioRep Technologies Inc | HC-02 |
Multifuge 4 KS-R | Heraeus | 75015680 |
Pump Typ PD5206 | Heidolph | 523-52060-00-2 |
Ricordi chamber (metal mesh with 600 μm pore diameter) | BioRep Technologies Inc. | Model 50-U-01, Serial 0503-001 |
Preparation Stand | BioRep Technologies Inc. | 50-PS-01 |
O-Rings | BioRep Technologies Inc. | OR-50-U-01 |
Silicon Nitride Marbles (15 mm set of 9) | BioRep Technologies Inc. | SN-01 |
Silicon Tubing | Tygon | R 3603 8,0X4,0 mm |
Surgical forceps | Braun | BD168R |
Surgical scissors (Aesculap) | Braun | BC273R |
Water bath OLS 200 | Grant | OLS 200 |
Reagents | ||
Collagenase -> Liberase RI (100 mg) | Roche | 11815032001 |
D(+)-Glucose | Merck | 1.08337.1000 |
Dimethylsulfoxide (DMSO) | Merck | 1.16743.1000 |
Diphenylthiocarbazone (DTZ) | Sigma Aldrich | D5130 |
DNase I (100 mg) | Roche | 10104159001 |
Dulbeccos 1xPBS | PAA Laboratories | H15-002 |
Electrolytsolution E154 | Serumwerk | 00509 |
Fetal Bovine Serum (FBS) | PAA Laboratories | A15-101 |
Ficoll 400 | Sigma Aldrich | F9378 |
Foetal Bovine Serum (FBS) | Gibco | 10270-106 |
2-(4-(2-Hydroxyethyl)- 1-piperazinyl)-ethansulfons‰ure (HEPES) | Roth | 9105.3 |
NaOH, 5 M | clinical pharmacy, hospital | – |
Penicillin/Streptomycin (100x) | PAA Laboratories | P11-010 |
Pipettaid (EXPRESS) | BD (Becton, Dickinson and Company) | 357591 |
Potassiumchlorid | Fluka | 60132 |
Potassiumdihydrogenphospate anhydrous | JT Baker | 0241 |
Potassiummonohydrogenphosphate | JT Baker | 3246-01 |
RPMI Medium 1640 [-]D-Glucose [+]L-Glutamine | Gibco | 11879-020 |
RPMI Medium 1640 [+]L-Glutamine | PAA Laboratories | E15-840 |
Sodiumhydrogencarbonat | Merck | 1.06329.0500 |
Media and Solutions
Dithizone Solution
Enzyme Solution
Wash media (1000ml/5.5mM Glucose)
Islet culture media (500ml/5,5mM Glucose)
Euro Collins Solution
Ficoll Stock Solution
Ficoll Gradients