Una descripción detallada de ratón aislamiento de islotes se describe utilizando la técnica de canulación en pancreático ductal in situ y la perfusión de una combinación de colagenasa purificada y proteasa neutra.
La interrogación de expresión génica de células beta y la función in vitro se ha desplazado en ángulo recto en los años del estudio de líneas celulares de roedores tumorigénicas al estudio de islotes aislados de roedores. Islotes primarias ofrecen la ventaja de que más fielmente refleja la biología de las vías de señalización intracelular y respuestas secretoras. Considerando que el método de aislamiento de islotes usando tejido de disociación de enzimas (TDE) preparaciones ha sido bien establecido en muchos laboratorios de 1-4, las variaciones en la consistencia de rendimiento y calidad de los islotes de cualquier cepa de roedor dado que limiten el alcance y la viabilidad de los islotes estudios primarios. Estas variaciones ocurren a menudo como resultado de los TDEs crudo parcialmente purificadas utilizadas en el procedimiento de aislamiento de islotes; TDES exhiben frecuentemente de lote a lote variaciones en la actividad y a menudo requieren ajustes en la dosis de enzima utilizada. Un pequeño número de informes han utilizado purificó TDEs para aislamientos de células de roedores 5, 6 </sup>, pero la práctica no está muy extendida a pesar del uso de rutina y las ventajas de purificar TDEs para aislamientos islotes humanos. En colaboración con VitaCyte, LLC (Indianápolis, IN), se desarrolló un islote modificada ratón protocolo de aislamiento basado en el descrito por Gotoh 7, 8, en el que los TDEs se someten a perfusión directamente en el conducto pancreático de ratones, seguido por fraccionamiento tejido crudo a través un gradiente Histopaque 9, y el aislamiento de islotes purificados. Una diferencia significativa en nuestro protocolo es el uso de colagenasa purificada (CI zyme MA) y neutral combinación proteasa (CI zyme BP). La colagenasa se caracteriza por el uso de un 6 colágeno fluorescencia actividad degradante (CDA) de ensayo que utiliza la etiqueta fluorescente fibrillas solubles en piel de ternera como sustrato 6. Este sustrato es más predictiva de la cinética de degradación del colágeno en la matriz del tejido ya que depende de colágeno nativo como el sustrato. La proteasa fue characterized con un ensayo fluorescente sensible cinética 10. Utilizando estos ensayos mejorados junto con el análisis bioquímico más tradicional habilitar el TDE a fabricar más consistente, lo que conduce a un rendimiento mejorado la consistencia entre los lotes. El protocolo descrito en el aquí se ha optimizado para un rendimiento máximo de islotes y morfología de los islotes óptima utilizando ratones C57BL / 6. Durante el desarrollo de este protocolo, varias combinaciones de colagenasa y proteasas neutras se evaluaron a diferentes concentraciones, y la proporción final de colagenasa: proteasa neutra de 35:10 representa el desempeño de enzima comparable a Sigma Tipo XI. Debido a la variabilidad significativa en los rendimientos promedio de los islotes de diferentes cepas de ratas y ratones se ha informado, modificaciones adicionales de la composición TDE debe hacerse para mejorar el rendimiento y la calidad de los islotes se recuperaron de diferentes especies y cepas.
En este protocolo, hemos descrito nuestro procedimiento para la canulación, la perfusión de colagenasa, y la disociación del páncreas murino, con el objetivo de aislar los islotes de Langerhans. Técnicamente, nuestro método, una vez dominado, debe permitir el aislamiento páncreas dentro de 4 min de la eutanasia al animal, y por 1 hr debe resultar en el aislamiento de islotes de un solo animal. La rapidez de la técnica nos permite aislar islotes de hasta 12 ratones en un estiramiento típica, lo que resulta en el aislamiento de hasta 3.000 islotes.
A diferencia de otros protocolos que utilizan preparaciones crudas de colagenasa, nuestro protocolo incluye el uso de proteasas purificadas, IC del enzima colagenasa MA y CI proteasa enzima BP. Las variaciones en la consistencia de los preparados TDE que están disponibles comercialmente requiere que cada lote se prueba individualmente y optimizado antes de uso general. Esta variabilidad lote a lote que nos llevó a considerar el uso de puriTDE cados de VitaCyte. Estos TDEs altamente purificados se caracterizan por varios métodos incluyendo el uso de ensayos sensibles de fluorescencia sustrato marcado. El ensayo de fluorescencia CDA es más sensible a las diferentes formas moleculares de la colagenasa que tienen diferentes cinéticas en colágeno nativo degradantes. Históricas ensayos de sustrato péptido proporcionar una evaluación incompleta de la colagenasa. Caracterización de colagenasa por múltiples métodos garantiza una mayor actividad de la enzima entre lotes.
Basado en nuestro propio ensayo utilizando una variedad de preparaciones de colagenasa comercialmente disponibles, se encontró que las combinaciones de enzimas purificadas dio reproducibles de lote a lote resultados. Las principales ventajas de usar TDEs altamente purificado y caracterizado rigurosamente en esta solicitud se una vez que la composición de enzima óptima se define, la consistencia del rendimiento de lote a lote está asegurada. Esta consistencia elimina el proceso de trabajo intensivo de capacitación se requiere normalmente muchopara productos de colagenasa crudo o enriquecido. TDEs purificado también permitir modificaciones adicionales de la composición para mejorar el rendimiento y la calidad de los islotes se recuperaron de diferentes cepas de ratón. Reporting composiciones óptimas de enzimas para el aislamiento de islotes a partir de cepas diferentes de ratones pueden ser más eficazmente comunicada. Esto, a su vez, conduce a un uso más productivo de los recursos y una mayor flexibilidad en el diseño experimental.
Hay muchos pasos críticos que pueden afectar el resultado de los aislamientos islote utilizando nuestro protocolo. La primera es la necesidad de lograr una inflación efectiva del páncreas durante la perfusión de la preparación enzimática. Es importante comenzar la inflación con fuerza suave de la jeringa, y aumentar la fuerza como se infla el páncreas. Es útil para mover los intestinos y levantar el páncreas durante el inflado de modo que la colagenasa perfunde el órgano entero. Otro paso importante es la fuerza con la que se mueve el afte tubosr incubación a 37 ° C (paso 2,2). Se ha encontrado que la agitación páncreas duro contra la tapa del tubo provoca la fragmentación de los islotes, pero sin ningún tipo de disociación mecánica en este paso, el rendimiento de los islotes puede caer drásticamente. También es imperativo que durante la etapa de disociación con la jeringa (paso 2,5), una fuerza de nivel medio se aplica durante el movimiento hacia arriba y hacia abajo con el émbolo, lo que asegura la disociación adecuada de tejido antes de la etapa de filtración (2,6), donde muy poco tejido debe ser retenido en el filtro colador de té. Finalmente, el último paso a seguir con atención es la aspiración de todo 20 ml de HISTOPAQUE los islotes fraccionadas. Aunque islotes son típicamente en la interfase del histopaque y HBSS, se ha encontrado que se pierde islotes cuando tratamos de eliminar sólo la interfaz, sino que ahora quitar toda la 20 ml usando una pipeta de calibre grande 25 ml. Hemos añadido la filtración a través del filtro de 70 micras invertido (paso 2,11) para eliminar la necesidad de centrifuge los islotes varias veces para lavar el histopaque.
The authors have nothing to disclose.
Este trabajo fue apoyado en parte por subvenciones del NIH R01 DK060581, R01 DK083583 (tanto para RGM).
Name of Reagent | Company | Catalogue # | |||||||||
10X HBSS | Life Technologies | 14065 | |||||||||
RPMI | Fisher Scientific | 10-040 | |||||||||
BSA | Sigma Aldrich | any | |||||||||
Histopaque 1077 | Sigma Aldrich | 10771 | |||||||||
Histopaque 1119 | Sigma Aldrich | 11191 | |||||||||
4-0 Suture 100 yd roll | McKesson | 451521 | |||||||||
14 g blunt end needle | Fisher Scientific | 14-8216M | |||||||||
Vannas Superfine Sciss | Fisher Scientific | 501778 | |||||||||
Curved Spring Scissors | Fisher Scientific | 14127 | |||||||||
Curved Forceps (2) | Fisher Scientific | 15914G | |||||||||
Curved forceps (for 90 °) | Fine Science Tools | 11052-10 | |||||||||
27G 1/2 inch needle | Fisher Scientific | 305109 | |||||||||
30G 1/2 inch needle | Fisher Scientific | 305106 | |||||||||
PE tubing | Becton Dickinson | 427411 | |||||||||
Collagenase MA | Vitacyte, LLC | 001-2030 | |||||||||
BP Protease | Vitacyte, LLC | 003-1000 | |||||||||
3 ml syringe | Fisher Scientific | 309585 | |||||||||
30 ml syringe | Fisher Scientific | 309650 | |||||||||
70 μm filter | Fisher Scientific | 352350 | |||||||||
10 cm2 Petri Dish | Fisher Scientific | 351005 | |||||||||
Plastic tea strainer | Any kitchen supply | ||||||||||
Table 1. Reagents and Equipment | |||||||||||
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Table 2. Average islet yields (±SD) using different TDE lots* *Data represent average islet yields from at least 10 mice. Lot numbers in parentheses |