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更新时间:2025-11-10
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INS-1大鼠胰岛细胞瘤细胞
一、细胞基本生物学特性
INS-1大鼠胰岛细胞瘤细胞源自 X 射线诱导的大鼠胰岛肿瘤,经体外筛选克隆获得,是研究胰岛 β 细胞功能、胰岛素分泌调控及糖尿病发病机制的经典体外模型,因保留正常胰岛 β 细胞的核心功能特征,在代谢病学与药理学研究领域应用广泛。
形态上,该细胞呈上皮样或多边形,胞体大小较均一,直径约 10-15μm,胞质丰富且含细小分泌颗粒(胰岛素颗粒,免疫荧光染色呈阳性);细胞核圆形或椭圆形,核仁 1-2 个,体外培养以贴壁生长为主,呈单层片状排列,部分区域细胞密度较高时可形成局部堆积,无严格接触抑制特性。生长特性方面,其增殖活性中等,倍增时间约 48-72 小时,常规培养条件下可稳定传代 50 代以上,且能长期维持胰岛 β 细胞的关键功能 —— 具备葡萄糖依赖性胰岛素分泌能力,当培养基中葡萄糖浓度从低糖(2.8mmol/L)升至高糖(16.7mmol/L)时,胰岛素分泌量可提升 3-5 倍,同时可响应胰高血糖素样肽 - 1(GLP-1)、 forskolin 等促分泌因子,模拟正常胰岛 β 细胞的功能响应模式。
分子表型上,该细胞高表达胰岛 β 细胞特异性标志物,如胰岛素(Insulin)、葡萄糖转运体 2(GLUT2)、葡萄糖激酶(GCK),同时表达与胰岛素分泌相关的离子通道蛋白(如 Kir6.2、SUR1 组成的 ATP 敏感性钾通道);细胞内存在胰岛 β 细胞te有的信号通路(如 cAMP-PKA 通路、Ca²⁺- 钙调蛋白通路),可通过葡萄糖代谢触发胰岛素颗粒胞吐;染色体核型呈近二倍体,存在少量染色体数目变异,与大鼠胰岛 β 细胞的分子特征高度吻合,为胰岛功能研究提供可靠实验基础。
二、体外培养关键条件
INS-1 大鼠胰岛细胞瘤细胞的体外培养需精准调控营养与环境,以维持其胰岛素分泌功能与葡萄糖响应特性:培养基选择上,shou选 RPMI-1640 培养基,需添加 10% 胎牛血清(FBS)、1mmol/L 丙酮酸钠、50μmol/L β- 巯基乙醇及 1% 非必需氨基酸(NEAA),培养基葡萄糖浓度需稳定在 11.1mmol/L(兼顾细胞增殖与功能维持);若开展葡萄糖响应实验,需提前准备低糖(2.8mmol/L)与高糖(16.7mmol/L)培养基,避免葡萄糖浓度波动影响实验结果。
培养环境需稳定在 37℃恒温、5% CO₂浓度及饱和湿度,CO₂浓度波动≤±0.3%,温度偏差超过 ±1℃会导致细胞贴壁能力下降,胰岛素分泌功能减弱;pH 值需维持在 7.2-7.4,渗透压控制在 280-300 mOsm/kg,过高或过低渗透压会损伤细胞分泌颗粒。传代管理是培养核心:当细胞融合度达 80%-90% 时需及时传代,操作前用无菌 PBS 清洗细胞 2 次,加入 0.25% 胰dan白酶 - EDTA 消化液,37℃孵育 2-3 分钟至细胞间隙增大,加入含血清培养基终止消化,轻柔吹打形成单细胞悬液,按 1:3-1:4 比例接种至新培养瓶;需避免消化过度导致细胞活性下降,传代后 24 小时内不移动培养瓶,确保细胞稳定贴壁。此外,细胞对血清质量敏感,需选用低内毒素(≤10 EU/mL)、批次间一致性高的 FBS,劣质血清会导致细胞葡萄糖响应能力下降 40% 以上,甚至丢失胰岛素分泌功能。
三、核心科研应用领域
依托与正常胰岛 β 细胞的功能相似性,INS-1 大鼠胰岛细胞瘤细胞在科研领域价值显著:
胰岛 β 细胞功能调控研究:可用于解析胰岛素分泌的分子机制,如探索葡萄糖代谢(GLUT2-GCK 通路)对胞内 Ca²⁺浓度的影响,研究 GLP-1、胰高血糖素等激素对胰岛素分泌的调控作用,分析细胞应激(如氧化应激、内质网应激)对 β 细胞功能的损伤机制,为理解胰岛 β 细胞功能异常提供实验依据;
糖尿病发病机制研究:可构建糖尿病相关细胞模型,如通过高糖高脂处理模拟 “糖脂毒性" 对 β 细胞的损伤,观察细胞胰岛素分泌量下降、凋亡率升高及标志物表达改变,研究 2 型糖尿病中 β 细胞功能衰竭的过程;或通过基因编辑(如敲除 PDX1、INS 基因)构建 1 型糖尿病相关模型,分析 β 细胞发育与功能缺陷的机制;
降糖药物筛选与评估:作为胰岛 β 细胞特异性模型,可用于筛选促胰岛素分泌剂(如磺脲类药物)、GLP-1 受体激动剂及新型降糖候选药物,通过 ELISA 检测药物处理后胰岛素分泌量变化,结合流式细胞术分析药物对细胞活性的影响,评估药物疗效与安全性;
胰岛细胞保护剂研究:可用于筛选保护胰岛 β 细胞的活性物质(如植物提取物、抗氧化剂),通过检测应激条件下(如高糖、H₂O₂处理)细胞凋亡率、胰岛素分泌功能及抗氧化酶(如 SOD、GSH-Px)活性变化,评估保护剂对 β 细胞的作用效果,为糖尿病治疗提供新策略。
四、质量控制与使用注意事项
合格的 INS-1 大鼠胰岛细胞瘤细胞需通过严格质量检测:细胞活力≥90%(台盼蓝染色法);无细菌、真菌、支原体污染(PCR 法或培养法检测阴性);免疫表型符合 Insulin⁺GLUT2⁺GCK⁺特征(免疫荧光或 Western Blot 验证);葡萄糖响应能力达标(高糖诱导后胰岛素分泌量为低糖组的 3 倍以上,ELISA 检测);增殖速率稳定(倍增时间 48-72 小时)。
使用时需注意:传代次数控制在 40 代内,超过传代上限可能导致 GLUT2、GCK 表达下降,葡萄糖响应能力减弱;开展胰岛素分泌实验前,需将细胞同步化至低糖培养基培养 12 小时,排除内源性激素干扰;细胞冻存需使用含 10% DMSO、20% FBS 的 RPMI-1640 专用冻存液,梯度降温(4℃ 30 分钟→-20℃ 2 小时→-80℃过夜→液氮保存),复苏后需培养 2-3 代,待细胞功能恢复后再开展实验;进行药物处理实验时,需设置低糖、高糖对照组及溶剂对照组,每组至少 3 个复孔,减少实验误差,保证结果可靠性。
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