INS-1 細胞系

INS-1 是一種特性已充分闡明的鼠胰島素瘤細胞系，廣泛應用於糖尿病研究。INS-1 細胞在葡萄糖刺激下會分泌胰島素；因此，它們被用於研究葡萄糖代謝、β 細胞生理學以及胰島素分泌調控。此外，這些細胞亦被運用於篩選、測試及開發潛在的糖尿病治療藥物。

INS-1 細胞的一般特性與來源

了解細胞系的一般特徵與來源，將能大幅協助您在研究中高效且有效地運用該細胞系。本文節將向您介紹 INS-1 的來源與一般特徵。您將了解：何謂 INS-1 大鼠胰島素瘤細胞系？ INS-1 的一般特徵為何？何謂 INS-1 832/3 細胞系？何謂 INS-1E？

• INS-1 細胞最初是從一隻患有 X 光誘導性可移植胰島素瘤、年齡為 666 天的大鼠體內分離出來的。
• INS-1 細胞具有雙激素特性，能同時表達胰島素和前胰高血糖素蛋白。由於這些細胞表現出 Nkx6.1 轉錄因子的低表達水平，且缺乏 α 細胞標記物，因此被視為未成熟細胞 [1]。
• INS-1 細胞有兩個亞克隆，即 INS-1E 和 INS-1 832/3。
• INS-1E 與親代細胞系 INS-1 在對葡萄糖的分泌反應及胰島素含量方面有所不同。
• INS-1 832/3 或 INS-1 832/13 亦為 INS-1 細胞系的亞克隆。 它是研究胰島β細胞功能及胰島素分泌調控的極其寶貴模型。在葡萄糖刺激胰島素分泌（GSIS）方面，它也與親代INS-1細胞有所不同。

胰島素介導的葡萄糖攝取之三維建模。

INS-1 細胞系：培養資訊

為了有效率地處理和維護細胞系，您必須了解關於該細胞系的以下培養資訊。本文此部分將涵蓋培養 INS-1 細胞的所有要點。您將學到：如何培養 INS-1 β 細胞？什麼是 INS-1 細胞培養方案？ INS-1 細胞的倍增時間是多少？INS-1 大鼠胰島素瘤細胞的培養基是什麼？

INS-1 細胞培養的重點

倍增時間：

INS-1 細胞的細胞群倍增時間約為 44 小時。

貼壁或懸浮培養：

INS-1 細胞可同時以懸浮培養及貼壁培養形式生長。

傳代比例：

INS-1 細胞以 1:3 的傳代比例進行傳代。簡而言之，先收集懸浮細胞；接著以 PBS 沖洗貼壁細胞，並加入 Accutase 溶液進行孵育。待細胞脫附後，加入新鮮培養基。 隨後，將懸浮細胞與貼壁細胞一併離心並收集。將細胞小心重懸，並分裝至新的培養瓶中繼續培養。

培養基：

RPM1 1640 培養基用於培養 INS-1 大鼠胰島素瘤細胞系。 培養基中添加 10% 經熱滅活的胎牛血清、2.1 mM 穩定型谷氨醯胺、10 mM HEPES、2.0 g/L NaHCO₃ 以及 1 mM 丙酮酸鈉。

培養條件：

INS-1 細胞保存在設定為 37°C 且持續供應 5% CO₂ 的加濕培養箱中。

儲存：

INS-1 β細胞可儲存於液態氮的氣相中，或於電冷凍櫃中於低於-150°C的溫度下長期保存。

冷凍流程與培養基：

使用 CM-1 或 CM-ACF 培養基，透過緩慢冷凍法冷凍 INS-1 細胞。此過程每分鐘僅允許溫度下降 1°C，以保護細胞存活率。

解凍程序：

將冷凍的 INS-1 細胞置於預先設定為 37 攝氏度的水浴中，解凍 40 至 60 秒。解凍後，向細胞中加入新鮮培養基，並直接倒入新的培養瓶中進行培養。24 小時後更換培養基，以清除冷凍培養基中的成分。

生物安全等級：

培養 INS-1 大鼠胰島素瘤細胞需在生物安全等級 1 的實驗室中進行。

 

以 10 倍及 20 倍放大倍率觀察生長於胰島中的 INS-1 細胞。

INS-1 細胞系的優點與缺點

與其他細胞系一樣，INS-1 也具備一些與特定優缺點相關的獨特特徵。本文將列舉其中幾項重要的優缺點。

優點

INS-1 細胞系的主要優點包括：

• 特性明確

  INS-1 是一條已建立且特性明確的細胞系，已被廣泛應用於眾多研究中。它能在較長時期內維持其表型特徵與胰島素分泌能力，從而提供可靠且一致的實驗結果。

• β細胞模型

  由於 INS-1 細胞能分泌胰島素並對血糖水平的波動作出反應，因此被用於研究胰島 β 細胞的功能。

 缺點

INS-1 細胞的缺點包括：

• 非人類來源

  INS-1 β細胞源自非人類來源，其源自大鼠胰島素瘤。這可能導致物種特異性差異，並限制實驗結果直接套用於人類生理學。

 4. INS-1 大鼠胰島素瘤細胞的研究應用

INS-1 β細胞廣泛應用於糖尿病研究。以下列舉此細胞系幾項具潛力的應用。

• 胰島素分泌研究：INS-1 細胞具有胰島素分泌能力，因此被廣泛用於研究胰島素分泌的基礎細胞機制。研究人員探討參與胰島素釋放的關鍵因子，包括葡萄糖代謝、訊號傳導路徑、荷爾蒙及藥理學製劑。 一項研究發現，K⁺-ATP離子通道依賴性途徑會調節 INS-1 β 細胞中的胰島素分泌 [2]。此外，研究亦揭示 GLP-1R 及 AKT/PDX1 途徑同樣參與 INS-1 大鼠胰島素瘤細胞的胰島素分泌 [3]。
• β細胞功能研究：INS-1細胞具有胰島β細胞般的特徵，例如對葡萄糖代謝的反應性及胰島素分泌能力。 因此，它們被用於研究β細胞的生理過程與功能。一項於2022年進行的研究利用INS-1細胞，並透過H_₂O_₂建立β細胞功能障礙模型；研究人員觀察了這些細胞在接受天然化合物處理後，其細胞存活率、胰島素分泌以及與氧化壓力相關的標記物變化[4]。
• 藥物發現與開發：大鼠胰島素瘤細胞 INS-1 廣泛用於篩選和測試抗糖尿病化合物或藥物。它們可用於研究治療藥物對胰島素分泌及其他相關參數的潛在影響。 一項研究發現，中藥方劑中的成分「羅漢果苷」能保護 INS-1 細胞的胰島素分泌功能，並展現出潛在的抗糖尿病效果。該成分是透過 PI3K/AKT 途徑抑制 FOXO1 基因的核轉位，從而發揮這些有益作用 [5]。 

5. 以 INS-1 β 細胞為主題的研究論文

以下是一些以 INS-1 大鼠胰島素瘤細胞系為主題的重要研究論文。

α-山竹素可促進胰島素分泌，並保護 INS-1 細胞免受鏈脲佐菌素誘導的損傷

這項研究於 2018 年發表於《國際分子科學期刊》（International Journal of Molecular Sciences）。研究指出，一種黃色結晶狀的天然化合物——α-山竹素，能促進 INS-1 β 細胞的胰島素分泌，並保護這些細胞免受 β 細胞毒素鏈脲佐菌素所誘發的損傷。

表兒茶素增強 INS-1 細胞中葡萄糖刺激的胰島素分泌，此作用不依賴於其抗氧化活性

這項研究於2018年發表於《中國藥理學報》。研究結果顯示，表兒茶素化合物可透過激活CaMKII通路，促進因飽和脂肪酸受損之INS-1β細胞的葡萄糖刺激胰島素分泌。

從甜葉菊（Stevia rebaudiana Bertoni）中新發現的苯乙醛類糖苷可影響大鼠 INS-1 胰島 β 細胞的胰島素分泌

這篇發表於《Molecules》（2019年）的文章提出，一種新型天然化合物「苯乙醚苷」會影響大鼠 INS-1 胰島素瘤細胞的胰島素分泌，因此具有抗糖尿病的潛力。

Loureirin B 透過 GLP-1R 及 AKT/PDX1 途徑促進胰島素分泌

這項研究發表於《歐洲藥理學雜誌》（2022年）。研究指出，天然產物盧雷林 B 可透過調控 AKT/PDX1 及 GLP-1R 途徑，增強 INS-1 胰島 β 細胞的胰島素分泌。

Withania coagulans 針對 HeLa、MCF-7、RD、RG2 及 INS-1 癌細胞的體外抗癌活性與植物化學成分分析

這篇發表於《整合醫學研究》（2018年）的文章，利用 INS-1 癌細胞評估了 Withania coagulans 萃取物的抗癌潛力。

INS-1 細胞系相關資源：實驗方案、影片及其他

以下是一些介紹 INS-1 細胞的線上資源：

• 懸浮細胞的傳代：這段影片是關於懸浮培養細胞傳代的全面指南。
• 貼壁細胞的傳代：這段影片將協助您了解貼壁細胞傳代的一般操作流程。

以下連結包含 INS-1 細胞培養操作手冊：

• INS-1 細胞系：此網站收錄了關於 INS-1 細胞培養的所有資訊，內容涵蓋 INS-1 細胞培養與冷凍培養基資訊、傳代操作流程，以及冷凍保存與增殖性 INS-1 細胞培養物的處理方法。

參考文獻

1. Acosta-Montalvo, A. 等，大鼠胰島素瘤 INS-1 細胞中前胰高血糖素衍生物肽的表達與分泌。《細胞與發育生物學前沿》（Front Cell Dev Biol），2020 年，第 8 卷：第 590763 頁。
2. Park, J.E. 與 J.S. Han，《A Portulaca oleracea L. 萃取物透過 K+ ATP 通道依賴性途徑促進 INS-1 胰臟 β 細胞的胰島素分泌》。《營養研究與實踐》，2018 年，第 12 卷第 3 期：第 183 頁。
3. Fang, H. 等，Loureirin B 透過 GLP-1R 及 AKT/PDX1 途徑促進胰島素分泌。《歐洲藥理學雜誌》，2022 年，第 936 期：第 175377 頁。
4. 段，J.等人，源自Swietenia macrophylla king的斯維特尼寧與斯維特諾苷可改善H₂O₂誘導之INS-1細胞的胰島素分泌並減輕細胞凋亡。《環境毒理學》，2022年。 37(11)：第 2780-2792 頁。
5. 莫，F.-F.等人，洛加寧透過PI3K/Akt訊號傳導路徑抑制FOXO1核轉位，在INS-1細胞中發揮抗糖尿病作用。《伊朗基礎醫學科學期刊》，2019年。22(3)：第262頁。