著者が明らかに何もありません。

1. INS 1E 細胞: メンテナンスとめっき
<ol><li>5% (v/v) 熱不活化牛胎児血清 L-グルタミン, 2 mM 10 mM HEPES、1 mM ピルビン酸ナトリウム、100 U/mL ペニシリン/ストレプトマイシンを添加した INS 1E 細胞加湿 37 ˚C/5% CO2インキュベーターと RPMI 1640 培地で培養を維持します。50 μ M β-メルカプトエタノールのソリューションです。80-90% の合流点に到達するまで、トリプシンし継代またはインスリン分泌の試金のために使用することができます (プレート) あたり 10 mL 完全 RPMI 1640 培地での細胞を培養します。</li>
	<li>
1 日目:メディアを吸引し、予め温めておいた PBS の 5 mL と一度セルを洗ってください。トリプシン (0.025%) の 0.5 mL 希釈 0.5 mL の PBS のセルを trypsinize し、37 ° C で 3-4 分間インキュベートに 1:1 を追加します。15 mL 遠心管にピペットによって 9 mL 完全なメディアおよび転送細胞を加えることによってトリプシンを非アクティブ化します。</li>
	<li>遠心分離によって細胞をペレットし、約 5 mL の新鮮なメディアで再細胞ペレットを中断します。</li>
	<li>再浮遊細胞の 10 μ L を取るし、10 μ L でトリパン ブルー セル実行可能性を確認するための重要な染料を混ぜます。診断この混合物の 10 μ L のライブとデッドのセルをカウントします。生存率レベルは 90% 以上にする必要があります。1 mL あたり 100 万の細胞に新鮮なメディアの再浮遊細胞を希釈します。</li>
	<li>多 L リジンの井戸あたり種子 0.5 mL INS 1E 細胞事前 500,000 細胞/ウェルの密度で、24 ウェル プレートをコーティングしました。</li>
	<li>
2 日目:18-24 h のメディアを削除後めっきと新鮮な RPMI 1640 メディアの 500 μ L/ウェルを追加。セル前の passaging ステップから完全に回復するように別の 24 時間のセルを孵化させなさい。この余分な時間は、細胞の培養皿に広がりを許可します。</li>
</ol>2. インスリン分泌の試金 (3 日目)
<ol><li>KRB バッファーを準備: 132.2 mM NaCl、3.6 mM KCl、5 mM NaHCO3、0.5 mM NaH2PO40.5 mM MgCl2、1.5 mM CaCl2、0.001 g/mL ウシ血清アルブミン (BSA)、pH 7.4。</li>
	<li>細胞からメディアを吸引し、予め温めておいた PBS で 2 回洗ってください。</li>
	<li>グルコース飢餓ステップ 37 ˚C/5% CO2で 1 時間血糖なし 450 μ L/ウェル KRB (含まれている BSA) を追加します。</li>
	<li>グルコース飢餓の段階、準備 200 ミリメートルを含む KRB で薬のシリアル希薄グルコース (10 倍濃度)。<ol>
<li>200 mM グルコース (また最終的なアッセイのグルコース濃度 x 10) を添加した KRB の最終濃度 x 10 で薬物を準備します。場合薬株式 (プラス追加の 10 グルコース x) は、DMSO に DMSO 割合の試金 (DMSO 0.1% 未満の理想的に最終的な割合) を通して一貫性が保たを確認します。</li>
		<li>100 に 100 μ M の最終的なアッセイ薬物濃度範囲を使用してドーパミンやクインピの治療のため薬物を含まない用量反応の最後のポイントで (高いもの低い濃度から)、午後。ブロモクリプチン、薬物のない制御をされている用量反応の最後の点と、22 に 10 μ M の最終的な分析濃度範囲を使用します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>グルコース飢餓後線量応答を生成するアッセイに薬物のシリアル希薄を追加します。</li>
	<li>シリアル希薄を各 50 μ L/ウェルを対応する井戸 (合計アッセイ ボリューム 500 μ L) に追加します。</li>
	<li>グルコース刺激ステップ (20 mM グルコース) の存在下でそれぞれ薬シリアル希釈でセルを 37 ˚C/5% CO で 90 分間インキュベートします2. 。コントロール井戸のセットが含まれます: (1) 任意の新たな薬物と (2) どちらも薬物も (分泌の基礎率を提供する) グルコース刺激される細胞の不在で一人で 20 mM グルコース刺激。</li>
	<li>刺激のステップの後 (直接使用またはストア 4 ° C で) 培養上清を慎重に取り外します。 注: (600 × g、1 分) のさらに 5 分穏やかなの遠心分離ステップをこの時点で導入してアッセイ培養上清中に残っているセルを削除することがあります。</li>
</ol>3. HTRF 測定インスリン分泌に
<ol><li>できればクリア 96 ウェル プレートでアッセイ培養上清 1:10 KRB (BSA) なしでを希釈します。</li>
	<li>HTRF インスリン測定 (表 1) インスリン標準曲線を準備します。</li>
</ol><table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>標準原液 500 ng/ml</td>
			<td>シリアルの希薄</td>
			<td>[インスリン] ng/ml の作業</td>
		</tr>
<tr>
<td>STD 7</td>
			<td>30 μ l 在庫 + 140 μ l KRB</td>
			<td>150</td>
		</tr>
<tr>
<td>スタンダード 6</td>
			<td>30 μ l STD 7 + 45 μ l KRB</td>
			<td>60</td>
		</tr>
<tr>
<td>STD 5</td>
			<td>30 μ l STD 6 + 45 μ l KRB</td>
			<td>24</td>
		</tr>
<tr>
<td>STD 4</td>
			<td>30 μ l STD 5 + 45 μ l KRB</td>
			<td>9.6</td>
		</tr>
<tr>
<td>STD 3</td>
			<td>30 μ l STD 4 + 45 μ l KRB</td>
			<td>3.84</td>
		</tr>
<tr>
<td>STD 2</td>
			<td>30 μ l STD 3 + 45 μ l KRB</td>
			<td>1.54</td>
		</tr>
<tr>
<td>STD 1</td>
			<td>30 μ l STD 2 + 45 μ l KRB</td>
			<td>0.61</td>
		</tr>
<tr>
<td>STD 0</td>
			<td>45 μ l KRB</td>
			<td>0</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="3">注: STD 入荷 500 ng/ml</td>
		</tr>
</tbody></table>表 1。インスリン標準曲線にシリアルの希薄。
<ol start="3"><li>標準曲線のサンプルや希釈アッセイ培養上清を HTRF プレートに追加します。96 ウェルまたは試金ボリュームに再調整することは念頭に置きつつ、384 ウェル プレート形式の HTRF によって分泌されたインスリンの測定が行えます。使用 10 μ L/ウェルの 384 ウェル白い低ボリューム、丸底プレートに 5 μ L/ウェルまたは 96 ウェル ハーフ エリア プレート サンプル (材料の表を参照してください)。</li>
	<li>抗体検出バッファーにミックスを準備 (材料の表を参照) で 1:2 ドナー (cryptate)/アクセプター (XL-665) 比。 注: さらに HTRF 測定についての詳細は、製造元から入手できます。</li>
	<li>(96 ウェル プレート アッセイ フォーマット) の 30 μ L/ウェルまたは 15 μ L/ウェル (384 ウェル プレート アッセイ フォーマット) のために試金する抗体のミックスを追加します。</li>
	<li>プレートを密封し、室温で孵化させなさい。</li>
	<li>2 h、4 h、または一晩インキュベート後プレートをプレート リーダーと適切な HTRF 光モジュールを使用する抗体と読む (337 665 620 nm) (材料表と製造元の指示を参照してください)。60 μ s で統合開始を設定し、ウェルあたり 400 μ s で積分時間使用 200 点滅します。 注: これらのパラメーターは、特定のリーダーの使用に基づいていた。620 で読み出し nm と 665 nm がさまざまな楽器と異なる場合があります。これは 665/620 比を使用をお勧めする理由の一つです。この比の計算、リーダーにリーダーから任意の潜在的な違いは正規化され、HTRF 測定に使われる道具に関係なく、一貫した値を提供します。</li>
</ol>4. データの解析と標準化
<ol><li>レシオ メトリックの外挿によって試金井戸のインスリン濃度を計算する第 2 順序 2 次多項式曲線 (図 2) の蛍光測定 (665 nm/620 nm)。</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57531/57531fig2.jpg"> 図 2: インスリン標準曲線。既知濃度のヒトインスリン株式は、インスリン標準曲線の生成に使用されました。結果として得られる HTRF 比 (665 nm/620 nm) インスリン濃度に対してプロットしました。データが第 2 順序の 2 次多項式曲線にベスト フィット (R2 = 0.99996)。これは、代表的な標準曲線です。誤差 = SEM.<a href="/files/ftp_upload/57531/57531fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<ol start="2"><li>Ng/ml 分泌されるインスリンの推定データ、(リガンド濃度の増加への応答で分泌されるインスリン) を % 最大のインスリン分泌の試金井 (20 mM グルコースだけで条件) の平均値に正規化します。</li>
	<li>内陸変動を計算するのに単一の実験からカーブ フィット (R2) を使用します。実験中、個々 の R2値を近似曲線の平均の標準誤差の計算をできるように実験内の重複に由来します。</li>
	<li>プレート境界のバリエーションを確認するには、集合的な曲線の R2値の平均値の標準誤差を計算するのに少なくとも 3 つの個々 の実験からのデータを使用します。</li>
</ol>

<ol>
	<li>Taniguchi, C. M., Emanuelli, B., Kahn, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Critical+nodes+in+signalling+pathways:+Insights+into+insulin+action.">Critical nodes in signalling pathways: Insights into insulin action.</a> Nat Rev Mol Cell Biol. 7 (2), 85-96 (2006).</li><li>Vetere, A., Choudhary, A., Burns, S. M., Wagner, B. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeting+the+pancreatic+beta-cell+to+treat+diabetes.">Targeting the pancreatic beta-cell to treat diabetes.</a> Nat Rev Drug Discov. 13 (4), 278-289 (2014).</li><li>Despres, J. P., Lemieux, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Abdominal+obesity+and+metabolic+syndrome.">Abdominal obesity and metabolic syndrome.</a> Nature. 444 (7121), 881-887 (2006).</li><li>Kahn, S. E., Hull, R. L., Utzschneider, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+linking+obesity+to+insulin+resistance+and+type+2+diabetes.">Mechanisms linking obesity to insulin resistance and type 2 diabetes.</a> Nature. 444 (7121), 840-846 (2006).</li><li>Barg, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+exocytosis+in+insulin-secreting+B-cells+and+glucagon-secreting+A-cells.">Mechanisms of exocytosis in insulin-secreting B-cells and glucagon-secreting A-cells.</a> Pharmacol Toxicol. 92 (1), 3-13 (2003).</li><li>Braun, M., Ramracheya, R., Rorsman, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Autocrine+regulation+of+insulin+secretion.">Autocrine regulation of insulin secretion.</a> Diabetes Obes Metab. 14 Suppl 3, 143-151 (2012).</li><li>Farino, Z. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+rapid+insulin+assay+by+homogenous+time-resolved+fluorescence.">Development of a rapid insulin assay by homogenous time-resolved fluorescence.</a> PLoS One. 11 (2), e0148684 (2016).</li><li>Simpson, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dopamine-mediated+autocrine+inhibitory+circuit+regulating+human+insulin+secretion+in+vitro.">Dopamine-mediated autocrine inhibitory circuit regulating human insulin secretion in vitro.</a> Mol Endocrinol. 26 (10), 1757-1772 (2012).</li><li>Heyduk, E., Moxley, M. M., Salvatori, A., Corbett, J. 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S., Pajvani, U., Freyberg, Z., Leibel, R. L., Lieberman, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+pathophysiology+of+metabolic+effects+of+antipsychotic+medications.">Molecular pathophysiology of metabolic effects of antipsychotic medications.</a> Trends Endocrinol Metab. , (2014).</li><li>Freyberg, Z., Aslanoglou, D., Shah, R., Ballon, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intrinsic+and+antipsychotic+drug-induced+metabolic+dysfunction+in+schizophrenia.">Intrinsic and antipsychotic drug-induced metabolic dysfunction in schizophrenia.</a> Front Neurosci. 11, 432 (2017).</li><li>de Leeuw van Weenen, E. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+dopamine+receptor+D2+agonist+bromocriptine+inhibits+glucose-stimulated+insulin+secretion+by+direct+activation+of+the+alpha2-adrenergic+receptors+in+beta+cells.">The dopamine receptor D2 agonist bromocriptine inhibits glucose-stimulated insulin secretion by direct activation of the alpha2-adrenergic receptors in beta cells.</a> Biochem Pharmacol. 79 (12), 1827-1836 (2010).</li></ol>

INS 1E 細胞を気前よく提供、ニコラ ・ ピエール (生物検定 Cisbio) 有益な助言と博士ピエール Maechler (ジュネーブの大学) に感謝します。この作品は、国防総省 (Z.F. にグラント PR141292) とジョン ・ f ・財団 (Z.F.) にピッツバーグのナンシー A. Emmerling 基金からの資金によって支えられました。

ここで説明した HTRF インスリン アッセイ培養細胞系からのインスリン分泌を測定するための迅速で効率的なシステムを提供しています。その最も重要な利点は、この試金は高い信号対雑音比のための低バック グラウンド信号を提供しています。また、HTRF 信号は、長期間安定したことを確認した (> 24 h)7。それにもかかわらず、のでインスリン結合モノクローナル抗体迅速分析への付加の後でバインド飽和に到達、抗体の結合の動力学は周囲温度やインスリンの分泌レベルの変動による影響は。したがって、我々 は (2 h、4 h、一晩) 抗体は完全飽和に達しているし、HTRF 信号は最も堅牢な7を正確に識別するために複数の時点でアッセイ プレートを読みます。私たちも最近示されているインスリン抗体は大幅プロインスリン c-ペプチドと交差反応を行う成熟インスリン7の非常に特定であることを示唆します。
アッセイの最適化の重要なステップは、インスリン分泌の広いダイナミック範囲を確立する関与しています。このダイナミック レンジは、検出されたインスリン中に基底無刺激刺激インスリン分泌との差として定義されます。我々 は、初期の簡単なグルコース飢餓ステップ (0 mM グルコース、1 h) を見つける情報科学研究科の中により多くのインスリンを分泌する INS 1E 細胞のプライミングによってダイナミック レンジを拡大高グルコース刺激の前します。以前の仕事で示した 0.17 ng/mL (検出限界) からするアッセイのダイナミック レンジ信号対雑音比 10.027の 110 〜 ng/mL インスリンの高。また、分泌されるインスリンの量はウェルあたりメッキ初期細胞数に依存しています。我々 は、通過を標準化し、INS 1E 細胞の処理によってさらにアッセイを最適化しました。スケジュールを継・特定プレート タイプ (例えば、 10 cm 皿) のメッキに整合性を維持する一貫性のある分泌されたインスリン レベルを取得に不可欠です。
アッセイの潜在的な源の間で変動が HTRF 読み出しと干渉する分析ソリューションでぐつぐつ煮えています。これらの泡の重要な源は、KRB を用いた測定溶液中のウシ血清アルブミン (BSA) の存在です。この潜在的な問題をトラブルシューティングするには、を軽減またはも BSA を排除ソリューションで気泡を最小限に抑えられます、したがって HTRF 信号の信頼性を向上させます。インスリン標準曲線と薬剤希釈液を生成するとき、これは特に重要です。基礎インスリン分泌細胞通過数依存性の違いは、潜在的な試金変動 (データは示されていない) の別のソースです。これは最適なインスリン分泌は 〜 60 10015INS 1E セル通路番号の間発見はまた提案した Merglen らによる以前の論文と一貫性が。したがって、インスリン分泌細胞の継代数に関連する可能な変動を最小限に抑えるために、通路にあるこの明確に定義されたセルの範囲に分泌の試金を制限することをお勧めします。
セルベースのインスリン分泌の試金の主な制限は、INS 1E セルに組み込み基礎分泌の変動です。これは、膵島の生理学的なコンテキストの外部成長インスリン分泌細胞に関連する可能性があります。確かに、アルファおよびデルタの細胞を含む膵島内の他の細胞型は、ローカル、パラクリン方法25のベータ細胞からの基底部および刺激インスリン分泌を調節することがあります多くの要因を分泌します。これら他の膵島細胞の型がない場合は、インスリンの分泌は、生理学的に観測されたそれ以外の場合よりも大きく変動につながるの厳格な規制を妨げる可能性があります。20 mM グルコースに対して分泌されるインスリンはいくつかのケースでほぼ飽和状態から、もう一つの潜在的な制限はアッセイの比較的小さい線形範囲です。その結果、原液細胞上清では刺激インスリン分泌に及ぼすインスリン分泌促進薬は較正曲線の直線部分の外にあります。これは、ただし、検量線の直線範囲に分類するためにインスリンを許可するのに十分なインスリンを含む上清を希釈することによって除外されます。
ドーパミン D2の作動を示すことによって我々 の分析を検証しました-ブロモクリプチンとクインピの治療が濃度依存的に GSIS を抑制を介してドーパミン受容体のような。これらのデータは、情報科学研究科への影響の観点からこれらの薬剤 (すなわち、 IC50性) の薬理学的特性を決定することができました。我々 の結果は、ドーパミンやドーパミンは中枢神経系20,21,22,26、外シグナル伝達に重要な役割を示唆する証拠の成長するボディと一致しています。 27。特に、我々 の調査結果は示すドーパミン D2-受容体作動薬のブロモクリプチン GSIS を強力に阻害する、まだ最近 2 型糖尿病24を治療するために FDA によって承認された、重要な質問を上げる: この薬物治療 2 を入力できます糖尿病 (T2D) 場合、それは少なくとも急性インスリン分泌を低下させるか。「Β 細胞休息」が発生するブロモクリプチン能力に関連する 1 つの潜在的な説明この仮説によれば T2D の枢機卿の特徴の一つはインスリンの全体的な oversecretion なので最終的に貢献するかもしれない β 細胞障害28に。さらに、提案するインスリン T2D 中 oversecretion も臓器は骨格筋、肝臓、脂肪組織などのインスリン感受性を減少しインスリン抵抗性を悪化させるかもしれない。したがって、ブロックまたは GSIS を減少はインスリンに敏感に反応し、インスリン感受性を向上させるこれらのターゲット組織の段階的な resensitization にあります。高スループット スクリーニング開き両方に将来の仕事への扉を解剖ドーパミン D2を介した細胞内シグナル伝達経路に従うアッセイ システムを持つこと-パラクリンは、膵臓の β 細胞の受容器のように/ブロモクリプチンのような薬が糖尿病の症状を向上すると共にオートクリン GSIS 阻害だけでなく今後の解明します。
インスリン分泌の HTRF 技術活用、大幅にインシュリンの迅速かつ効率的な検出が大幅に進歩を表すセルベースのインスリン分泌の試金の開発は相対および/または大きいコストを減少RIA、elisa 法を用いたアプローチに頼る古いインスリン検出アッセイに比べて安全です。確かに、elisa 法と RIA のインスリン アッセイは、HTRF インスリン測定に比較的特異的かつ高感度が、検出の同種の性質はこれら他のアッセイ システムで7本多数追加洗浄のステップを排除します。さらに、HTRF 信号の相対的な安定性は、信頼性の高いインスリン測定のもう一つ重要な利点を提供します。
インスリン分泌の試金は急速に細胞のインスリン分泌のコンテキストで複数の薬物の薬理学的特性を区別能力を持って、HTRF を一緒に撮影します。また、このアッセイの比較的使いやすさと堅牢な信号作って高スループットス クリーニングの影響を受けやすい。

主要な蛋白同化ホルモン、インスリンによるエネルギー代謝の調節を微調整します。インスリンが合成・増加細胞外グルコース レベルに応じて膵 β 細胞が発表しました。リリースされたインシュリンはインシュリン敏感なティッシュ1,2によりブドウ糖の取り込みをトリガーします。生理学的に、これはグルコースの取り込みを調節するインスリンの分泌が続く、食後後のグルコース濃度の上昇にリンクされます。グルコース恒常性の障害がインスリン抵抗性で最高潮に達する代謝障害につながる、最終的に、2 型糖尿病2,3、4を発症。
インスリン分泌が広く研究されていますがその分子機構、ままかり。調査の重要な分野は、インスリン分泌 β 細胞5,6,7,8で新規変調器の識別されています。これらの研究では、グルコース刺激とインスリン分泌の結合関係の理解を深める必要があります。したがって、正確に監視し、グルコース刺激によるインスリン分泌 (GSIS) のレベルを定量化することが不可欠でした。までに、ただし、メソッド数が限られていたインスリン分泌細胞や膵島を用いた GSIS の定量化できます。インスリンのタグ付きの放射性同位元素と抗体を利用したラジオイムノアッセイ (RIA) であります。このアプローチの主な制限には、取り扱いや放射性物質の処分のための安全性の問題が含まれます。また、このメソッドは労働集約的な複数の長い洗濯とインキュベーションの手順を含みます。酵素結合抗体法 (ELISA) は、インスリン検出のための抗体を利用して別のコストがかかり、労働集約的なアプローチです。抗体の親和性のインスリンの認識効率の変化はこのメソッドの要因を制限しているし、結果の再現性に影響を与えることができます。ELISA も RIA は、高スループット実験のために設計されました。AlphaScreen、均質なアッセイ検出とインスリン分泌のレベルを測定するために使用します。AlphaScreen 技術は、周囲の酸素の化学発光の生成に終って化学発光の種と反応することができます酸素の励起一重項状態への変換に基づいています。試金は同種、RIA、ELISA に関連付けられている洗濯の手順の多くは除去されます。しかし、反応の性質により信号が不安定は、アッセイの読み出しに影響を与える可能性があります制限要因です。(TR 挟撃、Heyduk および同僚の9によって開発された、インスリン分子上の異なるエピトープを 2 つの独立した抗体の結合に基づくインスリン測定に同種別のアプローチ。抗体が短い相補単鎖 DNA オーバーと各二重に化学的にリンクの鎖 DNA です。インスリン抗体の結合は、一緒にそれらをもたらす、二重鎖 DNA 二重につながります。各抗体はそれぞれのドナーやアクセプタ fluorophore に関連付けられても、DNA 密生相のアソシエーションをもたらします一緒にこれらの同時蛍光共鳴エネルギー移動 (FRET) を生成します。TR-挟撃の潜在的な制限の 1 つは、ただし、フレット自体にかかっています。フレット反応中にバック グラウンド蛍光を急速に消費することができないことは、背景の蛍光性の比較的高いレベルと信号対雑音比アッセイ内につながる可能性があります。したがって、高スループット方法で GSIS を定量化するため、堅牢で信頼性の高い、費用対効果分析のため、まだ必要があります。
生物物理学の最近の進歩は、均質な時間分解蛍光エネルギー共鳴の転送 (HTRF) を用いたアッセイの開発に結実しています。具体的には、内のエネルギー移動のアッセイがありますフレット ベースとして記述されていたより正確に、HTRF に依存は、ドナーとアクセプター間エネルギーの非放射伝達発光エネルギー共鳴転送 (LRET)10種11,12,13。蛍光のタイミング重要であるこの区別またはフレットと LRET ゲートの同じ種類を利用できますより多くの LRET、それは異なるフレット インタラクションを焼入れです。また、ユウロピウムなど化合物の希土類元素ランタノイド cryptate の使用または HTRF でテルビウム cryptate が長い蛍光半減12,14を生成します。これはドナー励起と受容体 (すなわち、時間分解法) からの放出の測定間の遅延時間 (μ 秒) の導入のユニークな利点を提供しています。この遅延は、アクセプター発光蛍光の測定前に放散する背景の蛍光性のための十分な時間をことができます。その結果、読み出しが非特異蛍光を解放し、したがって、高い信号対雑音比を達成 (図 1)。さらに、HTRF の同種の性質は、elisa 法や RIA ベースの方法より迅速アッセイを重視、非連結の種を洗浄する洗浄手順の必要性を排除します。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57531/57531fig1.jpg"> 図 1: HTRF インスリン検出のメカニズムの概略図。2 つ独立して生成されたモノクローナル抗体は具体的に認識し、別々 のサイトでインスリン バインドします。これらの抗体はユウロピウム cryptate ドナーまたは XL665 アクセプター共役系します。620 で排出で 337 nm 結果をドナー励起 nm。結果として得られるエネルギー移動の原因で波長が長く、665 を出力する XL665 nm。<a href="/files/ftp_upload/57531/57531fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
ここで、詳細なプロトコルを提供 HTRF ベースのアプローチを使用して、INS 1E 細胞から情報科学研究科のレベルを判断する、インスリノーマ細胞ライン15をラット、確立されたインスリン分泌 β 細胞由来します。さらに、この試金はインスリン分泌の分子の調節物質の薬理学的プロファイルを識別するため使用する場合があります。ドーパミン D2を調べるこの HTRF ベース インスリン アッセイを適用-国際学研究科受容体規制のような。増加研究は、神経伝達物質ドーパミンが GSIS8,16,17,18,19,20,の重要な制御因子であることを明らかにしました。21,22ドーパミンがドーパミン D2アクションを介して負オートクリン/パラクリン的 GSIS を影響-膵細胞のベータ8の表面に表現の受容体 (D2、3D、D4受容体) のように。,16,19. この試金を使用して、我々 は情報科学研究科の負の調節因子としてドーパミンの役割を確認し、ことを示すドーパミン D2-受容体作動薬のブロモクリプチンとクインピまた、GSIS を減らすような。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="773">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">96-well white half area plate</td>
			<td style="width:104px;">Greiner Bio-One</td>
			<td style="width:139px;">82050-042</td>
			<td style="width:315px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">384-well white low-volume, round-bottom plate</td>
			<td style="width:104px;">Corning</td>
			<td>15100157</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Insulin High Range Kit</td>
			<td style="width:104px;">Cisbio Bioassays</td>
			<td style="width:139px;">62IN1PEH&#160;</td>
			<td>10,000 test HTRF-based insulin assay kit</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">PHERAstar FSX plate reader</td>
			<td style="width:104px;">BMG Labtech</td>
			<td>FSX</td>
			<td>Plate reader adapted for HTRF-based assay readings</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Plate sealers</td>
			<td style="width:104px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:139px;">DY992</td>
			<td>To seal plate while antibodies incubate</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Hemocytometer</td>
			<td style="width:104px;">Hausser Scientific</td>
			<td style="width:139px;">3100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">RPMI Medium 1640 (1x)</td>
			<td style="width:104px;">Gibco&#160;</td>
			<td style="width:139px;">11875-093</td>
			<td>[+] L-glutamine</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Trypsin 0.05%&#160;</td>
			<td style="width:104px;">Corning</td>
			<td style="width:139px;">25-052-CI</td>
			<td>0.53 mM EDTA, (-) sodium bicarbonate</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">DPBS (Dulbecco&#39;s phosphate buffered saline)</td>
			<td style="width:104px;">Corning</td>
			<td style="width:139px;">21-031-CV</td>
			<td>Without calcium and magnesium</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Fetal Bovine Serum</td>
			<td style="width:104px;">Corning</td>
			<td style="width:139px;">35-010-CV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">HEPES</td>
			<td style="width:104px;">Gibco&#160;</td>
			<td style="width:139px;">156-30-080</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Sodium pyruvate</td>
			<td style="width:104px;">Gibco&#160;</td>
			<td style="width:139px;">11360070</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Penicillin/Streptomycin solution 100x</td>
			<td style="width:104px;">Corning</td>
			<td style="width:139px;">30-002 CT</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">2-mercaptoethanol</td>
			<td style="width:104px;">Sigma</td>
			<td style="width:139px;">M1348</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Trypan Blue Stain (0.4%)</td>
			<td style="width:104px;">Gibco&#160;</td>
			<td style="width:139px;">15250-061</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Dopamine hydrochloride</td>
			<td style="width:104px;">Sigma</td>
			<td style="width:139px;">8502</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Bromocriptine mesylate</td>
			<td style="width:104px;">Tocris</td>
			<td style="width:139px;">427</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">(-)-Quinpirole hydrochloride</td>
			<td style="width:104px;">Tocris</td>
			<td style="width:139px;">1061</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Bovine Serum Albumin</td>
			<td style="width:104px;">Calbiochem</td>
			<td style="width:139px;">12659</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Poly-L-Lysine</td>
			<td style="width:104px;">Sigma</td>
			<td style="width:139px;">P4832</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Glucose</td>
			<td style="width:104px;">Sigma</td>
			<td style="width:139px;">G7021</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">DMSO (Dimethyl sulfoxide)</td>
			<td style="width:104px;">Sigma</td>
			<td style="width:139px;">276855</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

homogeneous time-resolved f&#246;rster resonance energy transfer-based assay for detection of insulin secretion

インスリン分泌の検出だけでなく代謝の研究のように規制の分泌機構の解明にとって重要です。多数のインスリン アッセイは、何十年も存在している、けれども均一時間分解蛍光共鳴エネルギー伝達 (HTRF) 技術の最近の出現が大幅これらの測定に簡略化します。これは、急速なコスト効果の高い、再現、および堅牢な光学測定時間分解蛍光共鳴エネルギー移動を容易にする長期的な排出量と明るい蛍光物質を抗体に依存です。また、HTRF インスリン検出は高スループット スクリーニングの試金の開発の影響を受けやすいです。ここ HTRF を使用して INS 1E 細胞、ラット インスリノーマ細胞ラインでインスリン分泌を検出します。これはインスリンとグルコース刺激による変化の基底のレベルを推定することができます。さらに、このインスリン検出システムを [グルコース刺激によるインスリン分泌 (GSIS) の負の調節因子としてのドーパミンの役割を確認します。同様に、他のドーパミン D2-受容体アゴニスト、クインピ、ブロモクリプチン、濃度依存的に GSIS を減らすような。我々 の結果は、GSIS、その薬理学的プロファイルで多数の薬の役割を決定する際に HTRF インスリン測定形式の有用性を強調表示します。

定義済みの濃度 (図 2) の浄化されたヒトインスリン標準を使用してインスリン標準曲線を生成することによって、インスリン HTRF 測定を検証しました。レシオ メトリック蛍光測定値を推定することができること標準的な曲線の世代薬物治療 (図 2) への応答で分泌されたインスリン レベルを決定します。カーブ フィットの内陸のバリエーションが少なかった (R2 = 0.99996 ± 5.0 x 10-5) されたプレート境界の変化 (R2 0.947 ± 5.5 x 10 =-5; n = 3 プレート)。
我々 は次に、INS 1E 細胞からのインスリン分泌の基底のレベルを決定しました。24 ウェル プレート形式の井戸あたり 5 x 10 の5セルの播種密度を使用して、セルには静的バスで 90 分インキュベーションの期間にわたって 54.53 ± 2.2 ng/mL のブドウ糖の不在でインスリンが分泌されるとわかりました。GSIS を刺激するために 20 mM グルコース添加により GSIS (112.4 ± 5.2 ng/mL インスリン; の大きな機能強化p < 0.0001) (図 3)。
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57531/57531fig3.jpg"> 図 3: 刺激インスリン分泌と基底の推定します。INS 1E セルは、90 分 (20 mM) 高グルコース刺激の有無で扱われました。些細のセルと相対的高グルコース刺激への応答で検出されたインスリンの分泌量が 2 倍 (基底の分泌状態; * * * p < 0.0001、2 尾対になっていないt-テスト)。N = 5;すべてのアッセイは、トリプリケートで行われました。誤差 = SEM.<a href="/files/ftp_upload/57531/57531fig3large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
ドーパミン D2の役割を調査するため-受容体刺激 GSIS INS 1E セル体制内のような我々 は D2の存在下で細胞を培養した-(ドーパミン、クインピ、ブロモクリプチン) 受容体アゴニスト薬のような 90 分間刺激周期 20 mM グルコース (図 4)。
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57531/57531fig4.jpg"> 図 4: ドーパミン D2 HTRF 検出-国際学研究科受容体アゴニスト阻害が好き。INS 1E 細胞がドーパミン D2の濃度の増加と扱われた-受容体アゴニスト (20 mM; 37 ° C) 高グルコースの存在下で 90 分間が好き。(A)ドーパミン抑制 GSIS IC50= 1.78 ± 3.9 μ M (R2 = 0.4355)。(B)ブロモクリプチンはドーパミン GSIS を減らすことでより強い (IC50 13.9 ± 2.4 nM、R2 = = 0.7501)。(C)クインピの効力ドーパミンに類似していた (IC50 = 3.3 ± 3 μ M、R2 = 0.3617)。すべてのデータは、三つのパラメーター適合シグモイド カーブにベスト フィットでした。'0 mM グルコース' ポイント高グルコース (20 mM) 刺激の不在で INS 1E 細胞による基礎インスリン分泌を示します。N > 3;すべてのアッセイは、別の実験日にトリプリケートで行われました。誤差 = SEM.<a href="/files/ftp_upload/57531/57531fig4large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
有効性とこれらのアゴニスト薬の効力は、インスリン分泌曲線をグラフによって決定されました。(0 mM の状態で示されます)、著しく低い程度と以前報告15とはいえ、インスリンを分泌する続けた INS 1E 細胞高グルコース刺激の不在で分かった。実験の結果, そのドーパミンは、D2の内因性アゴニスト-受容器のような concertation 依存的に GSIS を抑制 (DA IC50 = 1.78 ± 3.9 μ M;図 4 a)。対照的に、ブロモクリプチン、2 型糖尿病23,24の治療に承認された薬剤は GSIS 抑制の生産におけるドパミンよりも著しくより強力な (IC50 = 13.9 ± 2.4 nM;図 4 b)。最後に、しかし効果が小さいブロモクリプチンよりクインピ展示 GSIS 抑制でドーパミンに似た効力 (IC50 = 3.3 ± 3 μ M図 4)。

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Homogeneous Time-resolved F&#246;rster Resonance Energy Transfer-based Assay for Detection of Insulin Secretion

ここでは、提案する均質な時分割フレット (HTRF) 細胞から分泌されるインスリンの急速な検出のための効率的な方法として。

均質な時間分解蛍光共鳴エネルギー転送を用いた測定インスリン分泌の検出

The detection of insulin secretion is critical for elucidating mechanisms of regulated secretion as well as in studies of metabolism. Though numerous ...

homogeneous-time-resolved-frster-resonance-energy-transfer-based

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Medicine

9.1K ビュー.  University of Pittsburgh. ここでは、提案する均質な時分割フレット (HTRF) 細胞から分泌されるインスリンの急速な検出のための効率的な方法として。

ビデオ: Homogeneous Time-resolved Förster Resonance Energy Transfer-based Assay for Detection of Insulin Secretion

Production and Detection of Reactive Oxygen Species (ROS) in Cancers

Reactive oxygen species include a number of molecules that damage DNA and RNA and oxidize proteins and lipids (lipid peroxydation). These reactive molecules contain an oxygen and include H2O2 (hydrogen peroxide), NO (nitric oxide), O2- (oxide anion), peroxynitrite (ONOO-), hydrochlorous acid (HOCl), and hydroxyl radical (OH-).
Oxidative species are produced not only under pathological situations (cancers, ischemic/reperfusion, neurologic and cardiovascular pathologies, infectious diseases, inflammatory diseases 1, autoimmune diseases 2, etc&hellip;) but also during physiological (non-pathological) situations such as cellular metabolism 3, 4. Indeed, ROS play important roles in many cellular signaling pathways (proliferation, cell activation 5, 6, migration 7 etc..). ROS can be detrimental (it is then referred to as "oxidative and nitrosative stress") when produced in high amounts in the intracellular compartments and cells generally respond to ROS by upregulating antioxidants such as superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPx) and glutathione (GSH) that protects them by converting dangerous free radicals to harmless molecules (i.e. water). Vitamins C and E have also been described as ROS scavengers (antioxidants).
Free radicals are beneficial in low amounts 3. Macrophage and neutrophils-mediated immune responses involve the production and release of NO, which inhibits viruses, pathogens and tumor proliferation 8. NO also reacts with other ROS and thus, also has a role as a detoxifier (ROS scavenger). Finally NO acts on vessels to regulate blood flow which is important for the adaptation of muscle to prolonged exercise 9, 10. Several publications have also demonstrated that ROS are involved in insulin sensitivity 11, 12.
Numerous methods to evaluate ROS production are available. In this article we propose several simple, fast, and affordable assays; these assays have been validated by many publications and are routinely used to detect ROS or its effects in mammalian cells. While some of these assays detect multiple ROS, others detect only a single ROS.

Production and Detection of Reactive Oxygen Species ROS in Cancers

Here we propose simple methods to test and evaluate the presence of reactive oxygen species in cells.

がんの生産と活性酸素種の検出（ROS）

Reactive oxygen species include a number of molecules that damage DNA and RNA and oxidize proteins and lipids (lipid peroxydation). These reactive ...

医学

Improving IV Insulin Administration in a Community Hospital

Diabetes mellitus is a major independent risk factor for increased morbidity and mortality in the hospitalized patient, and elevated blood glucose concentrations, even in non-diabetic patients, predicts poor outcomes.1-4 The 2008 consensus statement by the American Association of Clinical Endocrinologists (AACE) and the American Diabetes Association (ADA) states that "hyperglycemia in hospitalized patients, irrespective of its cause, is unequivocally associated with adverse outcomes."5 It is important to recognize that hyperglycemia occurs in patients with known or undiagnosed diabetes as well as during acute illness in those with previously normal glucose tolerance.
The Normoglycemia in Intensive Care Evaluation-Survival Using Glucose Algorithm Regulation (NICE-SUGAR) study involved over six thousand adult intensive care unit (ICU) patients who were randomized to intensive glucose control or conventional glucose control.6 Surprisingly, this trial found that intensive glucose control increased the risk of mortality by 14% (odds ratio, 1.14; p=0.02). In addition, there was an increased prevalence of severe hypoglycemia in the intensive control group compared with the conventional control group (6.8% vs. 0.5%, respectively; p&lt;0.001). From this pivotal trial and two others,7,8 Wyoming Medical Center (WMC) realized the importance of controlling hyperglycemia in the hospitalized patient while avoiding the negative impact of resultant hypoglycemia. 
Despite multiple revisions of an IV insulin paper protocol, analysis of data from usage of the paper protocol at WMC shows that in terms of achieving normoglycemia while minimizing hypoglycemia, results were suboptimal. Therefore, through a systematical implementation plan, monitoring of patient blood glucose levels was switched from using a paper IV insulin protocol to a computerized glucose management system. By comparing blood glucose levels using the paper protocol to that of the computerized system, it was determined, that overall, the computerized glucose management system resulted in more rapid and tighter glucose control than the traditional paper protocol. Specifically, a substantial increase in the time spent within the target blood glucose concentration range, as well as a decrease in the prevalence of severe hypoglycemia (BG &lt; 40 mg/dL), clinical hypoglycemia (BG &lt; 70 mg/dL), and hyperglycemia (BG &gt; 180 mg/dL), was witnessed in the first five months after implementation of the computerized glucose management system. The computerized system achieved target concentrations in greater than 75% of all readings while minimizing the risk of hypoglycemia. The prevalence of hypoglycemia (BG &lt; 70 mg/dL) with the use of the computer glucose management system was well under 1%.

When compared to the previous paper protocol, implementation of a computerized glucose management system results in a substantial increase in blood glucose concentration measurements within the target range. Using a computerized glucose management system to monitor blood glucose levels, decreases in severe hypoglycemia (&lt;40 mg/dL), clinical hypoglycemia (&lt;70 mg/dL), and hyperglycemia (&gt;180 mg/dL) also can be observed.

コミュニティ病院でIVのインスリン投与を向上させる

Diabetes mellitus is a major independent risk factor for increased morbidity and mortality in the hospitalized patient, and elevated blood glucose ...

Intraoperative Detection of Subtle Endometriosis: A Novel Paradigm for Detection and Treatment of Pelvic Pain Associated with the Loss of Peritoneal Integrity

Endometriosis is a common disease affecting 40 to 70% of reproductive-aged women with chronic pelvic pain (CPP) and/or infertility. The purpose of this study was to demonstrate the use of a blue dye (methylene blue) to stain peritoneal surfaces during laparoscopy (L/S) to detect the loss of peritoneal integrity in patients with pelvic pain and suspected endometriosis. Forty women with CPP and 5 women without pain were evaluated in this pilot study. During L/S, concentrated dye was sprayed onto peritoneal surfaces, then aspirated and rinsed with Lactated Ringers solution. Areas of localized dye uptake were evaluated for the presence of visible endometriotic lesions. Areas of intense peritoneal staining were resected and some fixed in 2.5% buffered gluteraldehyde and examined by scanning (SEM) electron microscopy. Blue dye uptake was more common in women with endometriosis and chronic pelvic pain than controls (85% vs. 40%). Resection of the blue stained areas revealed endometriosis by SEM and loss of peritoneal cell-cell contact compared to normal, non-staining peritoneum. Affected peritoneum was associated with visible endometriotic implants in most but not all patients. Subjective pain relief was reported in 80% of subjects. Based on scanning electron microscopy, we conclude that endometrial cells extend well beyond visible implants of endometriosis and appear to disrupt the underlying mesothelium. Subtle lesions of endometriosis could therefore cause pelvic pain by disruption of peritoneal integrity, allowing menstrual or ovulatory blood and associated pain factors access to underlying sensory nerves. Complete resection of affected peritoneum may provide a better long-term treatment for endometriosis and CPP. This simple technique appears to improve detection of subtle or near invisible endometriosis in women with CPP and minimal visual findings at L/S and may serve to elevate diagnostic accuracy for endometriosis at laparoscopy.

Loss of peritoneal integrity provides a new paradigm to understand and treat chronic pelvic pain in women with mild forms of endometriosis and can be easily detected using intraoperative instillation of dye at the time of laparoscopy.

微妙な子宮内膜症の術中検出：腹膜整合性の喪失に伴う骨盤痛の検出および治療のための新たなパラダイム

Endometriosis is a  common disease affecting 40 to 70% of reproductive-aged women with chronic  pelvic pain (CPP) and/or infertility. The purpose of this ...

Cerenkov Luminescence Imaging (CLI) for Cancer Therapy Monitoring

In molecular imaging, positron emission tomography (PET) and optical imaging (OI) are two of the most important and thus most widely used modalities1-3. PET is characterized by its excellent sensitivity and quantification ability while OI is notable for non-radiation, relative low cost, short scanning time, high throughput, and wide availability to basic researchers. However, both modalities have their shortcomings as well. PET suffers from poor spatial resolution and high cost, while OI is mostly limited to preclinical applications because of its limited tissue penetration along with prominent scattering optical signals through the thickness of living tissues.
 Recently a bridge between PET and OI has emerged with the discovery of Cerenkov Luminescence Imaging (CLI)4-6. CLI is a new imaging modality that harnesses Cerenkov Radiation (CR) to image radionuclides with OI instruments. Russian Nobel laureate Alekseyevich Cerenkov and his colleagues originally discovered CR in 1934. It is a form of electromagnetic radiation emitted when a charged particle travels at a superluminal speed in a dielectric medium7,8. The charged particle, whether positron or electron, perturbs the electromagnetic field of the medium by displacing the electrons in its atoms. After passing of the disruption photons are emitted as the displaced electrons return to the ground state. For instance, one 18F decay was estimated to produce an average of 3 photons in water5. 
 Since its emergence, CLI has been investigated for its use in a variety of preclinical applications including in vivo tumor imaging, reporter gene imaging, radiotracer development, multimodality imaging, among others4,5,9,10,11. The most important reason why CLI has enjoyed much success so far is that this new technology takes advantage of the low cost and wide availability of OI to image radionuclides, which used to be imaged only by more expensive and less available nuclear imaging modalities such as PET.
 Here, we present the method of using CLI to monitor cancer drug therapy. Our group has recently investigated this new application and validated its feasibility by a proof-of-concept study12. We demonstrated that CLI and PET exhibited excellent correlations across different tumor xenografts and imaging probes. This is consistent with the overarching principle of CR that CLI essentially visualizes the same radionuclides as PET. We selected Bevacizumab (Avastin; Genentech/Roche) as our therapeutic agent because it is a well-known angiogenesis inhibitor13,14. Maturation of this technology in the near future can be envisioned to have a significant impact on preclinical drug development, screening, as well as therapy monitoring of patients receiving treatments.

Cerenkov Luminescence Imaging CLI for Cancer Therapy Monitoring

Use of Cerenkov Luminescence Imaging (CLI) for monitoring preclinical cancer treatment is described here. This method takes advantage of Cerenkov Radiation (CR) and optical imaging (OI) to visualize radiolabeled probes and thus provides an alternative to PET in preclinical therapeutic monitoring and drug screening.

がん治療のモニタリングのためのチェレンコフ発光イメージング（CLI）

In  molecular imaging, positron emission tomography (PET) and optical imaging (OI)  are two of the most important and thus most widely used modalities1-3. ...

Coculture Analysis of Extracellular Protein Interactions Affecting Insulin Secretion by Pancreatic Beta Cells

Interactions between cell-surface proteins help coordinate the function of neighboring cells. Pancreatic beta cells are clustered together within pancreatic islets and act in a coordinated fashion to maintain glucose homeostasis. It is becoming increasingly clear that interactions between transmembrane proteins on the surfaces of adjacent beta cells are important determinants of beta-cell function.
Elucidation of the roles of particular transcellular interactions by knockdown, knockout or overexpression studies in cultured beta cells or in vivo necessitates direct perturbation of mRNA and protein expression, potentially affecting beta-cell health and/or function in ways that could confound analyses of the effects of specific interactions. These approaches also alter levels of the intracellular domains of the targeted proteins and may prevent effects due to interactions between proteins within the same cell membrane to be distinguished from the effects of transcellular interactions.
Here a method for determining the effect of specific transcellular interactions on the insulin secreting capacity and responsiveness of beta cells is presented. This method is applicable to beta-cell lines, such as INS-1 cells, and to dissociated primary beta cells. It is based on coculture models developed by neurobiologists, who found that exposure of cultured neurons to specific neuronal proteins expressed on HEK293 (or COS) cell layers identified proteins important for driving synapse formation. Given the parallels between the secretory machinery of neuronal synapses and of beta cells, we reasoned that beta-cell functional maturation might be driven by similar transcellular interactions. We developed a system where beta cells are cultured on a layer of HEK293 cells expressing a protein of interest. In this model, the beta-cell cytoplasm is untouched while extracellular protein-protein interactions are manipulated. Although we focus here primarily on studies of glucose-stimulated insulin secretion, other processes can be analyzed; for example, changes in gene expression as determined by immunoblotting or qPCR.

Transcellular protein interactions are important determinants of pancreatic beta-cell function. Detailed here is a method&#x2014;adapted from a coculture model of synaptogenesis&#x2014;for investigating how specific transmembrane proteins influence insulin secretion. Transfected HEK293 cells express proteins of interest; beta cells do not need to be transfected or otherwise directly perturbed.

膵β細胞によるインスリン分泌に影響を及ぼす細胞外タンパク質相互作用の共培養分析

Interactions between cell-surface proteins help coordinate the function of neighboring cells. Pancreatic beta cells are clustered together within ...

Combined Intravital Microscopy and Contrast-enhanced Ultrasonography of the Mouse Hindlimb to Study Insulin-induced Vasodilation and Muscle Perfusion

It has been demonstrated that insulin's vascular actions contribute to regulation of insulin sensitivity. Insulin's effects on muscle perfusion regulate postprandial delivery of nutrients and hormones to insulin-sensitive tissues. We here describe a technique for combining intravital microscopy (IVM) and contrast-enhanced ultrasonography (CEUS) of the adductor compartment of the mouse hindlimb to simultaneously visualize muscle resistance arteries and perfusion of the microcirculation in vivo. Simultaneously assessing insulin's effect at multiple levels of the vascular tree is important to study relationships between insulin's multiple vasoactive effects and muscle perfusion. Experiments in this study were performed in mice. First, the tail vein cannula is inserted for the infusion of anesthesia, vasoactive compounds and ultrasound contrast agent (lipid-encapsulated microbubbles). Second, a small incision is made in the groin area to expose the arterial tree of the adductor muscle compartment. The ultrasound probe is then positioned at the contralateral upper hindlimb to view the muscles in cross-section. To assess baseline parameters, the arterial diameter is assessed and microbubbles are subsequently infused at a constant rate to estimate muscle blood flow and microvascular blood volume (MBV). When applied before and during a hyperinsulinemic-euglycemic clamp, combined IVM and CEUS allow assessment of insulin-induced changes of arterial diameter, microvascular muscle perfusion and whole-body insulin sensitivity. Moreover, the temporal relationship between responses of the microcirculation and the resistance arteries to insulin can be quantified. It is also possible to follow-up the mice longitudinally in time, making it a valuable tool to study changes in vascular and whole-body insulin sensitivity.

Insulin-induced vasodilation regulates muscle perfusion and increases the microvascular surface area (microvascular recruitment) available for solute exchange between blood and tissue interstitium. Combined intravital microscopy and contrast-enhanced ultrasonography is presented to simultaneously assess insulin&#39;s action at the larger vessels and the microcirculation in vivo.

インスリン依存性血管拡張や筋肉の血流を研究する生体顕微鏡観察とマウスの後肢の造影超音波検査

It has been demonstrated that insulin's vascular actions contribute to regulation of insulin sensitivity. Insulin's effects on muscle perfusion regulate ...

Cardiac Magnetic Resonance Imaging at 7 Tesla

CMR at an ultra-high field (magnetic field strength B0&#160;&#8805; 7 Tesla) benefits from the signal-to-noise ratio (SNR) advantage inherent at higher magnetic field strengths and potentially provides improved signal contrast and spatial resolution. While promising results have been achieved, ultra-high field CMR is challenging due to energy deposition constraints and physical phenomena such as transmission field non-uniformities and magnetic field inhomogeneities. In addition, the magneto-hydrodynamic effect renders the synchronization of the data acquisition with the cardiac motion difficult. The challenges are currently addressed by explorations into novel magnetic resonance technology. If all impediments can be overcome, ultra-high field CMR may generate new opportunities for functional CMR, myocardial tissue characterization, microstructure imaging or metabolic imaging. Recognizing this potential, we show that multi-channel radio frequency (RF) coil technology tailored for CMR at 7 Tesla together with higher order B0 shimming and a backup signal for cardiac triggering facilitates high fidelity functional CMR. With the proposed setup, cardiac chamber quantification can be accomplished in examination times similar to those achieved at lower field strengths. To share this experience and to support the dissemination of this expertise, this work describes our setup and protocol tailored for functional CMR at 7 Tesla.

The sensitivity gain inherent to ultrahigh field magnetic resonance holds promise for high spatial resolution imaging of the heart. Here, we describe a protocol customized for functional cardiovascular magnetic resonance (CMR) at 7 Tesla using an advanced multi-channel radio-frequency coil, magnetic field shimming and a triggering concept.

7 テスラで心臓磁気共鳴イメージング

CMR at an ultra-high field (magnetic field strength B0&#160;&#8805; 7 Tesla) benefits from the signal-to-noise ratio (SNR) advantage inherent at higher ...

Studying the Hypothalamic Insulin Signal to Peripheral Glucose Intolerance with a Continuous Drug Infusion System into the Mouse Brain

Insulin regulates systematic metabolism in the hypothalamus and the peripheral insulin response. An inflammatory reaction in peripheral adipose tissues contributes to type 2 diabetes mellitus (T2DM) development and appetite regulation in the hypothalamus. Chemokine CCL5 and C-C chemokine receptor type 5 (CCR5) levels have been suggested to mediate arteriosclerosis and glucose intolerance in type 2 diabetes mellitus (T2DM). In addition, CCL5 plays a neuroendocrine role in the hypothalamus by regulating food intake and body temperature, thus, prompting us to investigate its function in hypothalamic insulin signaling and the regulation of peripheral glucose metabolism.
The micro-osmotic pump brain infusion system is a quick and precise way to manipulate CCL5 function and study its effect in the brain. It also provides a convenient alternative approach to generating a transgenic knockout animal. In this system, CCL5 signaling was blocked by intracerebroventricular (ICV) infusion of its antagonist, MetCCL5, using a micro-osmotic pump. The peripheral glucose metabolism and insulin responsiveness was detected by the Oral Glucose Tolerance Test (OGTT) and Insulin Tolerance Test (ITT). Insulin signaling activity was then analyzed by protein blot from tissue samples derived from the animals.
After 7-14 days of MetCCL5 infusion, the glucose metabolism and insulin responsiveness was impaired in mice, as seen in the results of the OGTT and ITT. The IRS-1 serine302 phosphorylation was increased and the Akt activity was reduced in mice hypothalamic neurons following CCL5 inhibition. Altogether, our data suggest that blocking CCL5 in the mouse brain increases the phosphorylation of IRS-1 S302 and interrupts hypothalamic insulin signaling, leading to a decrease in insulin function in peripheral tissues as well as the impairment of glucose metabolism.

This protocol studies the role of chemokine (C-C motif) ligand 5 (CCL5) in the hypothalamus by delivering an antagonist, MetCCL5, into the mouse brain using a micro-osmotic pump brain infusion system. This transient inhibition of CCL5 activity interrupted hypothalamic insulin signaling, leading to glucose intolerance and peripheral systemic insulin sensitivity.

マウスの脳内へ連続的な薬剤注入システムと末梢グルコース不耐症に視床下部のインスリン シグナルを勉強

Insulin regulates systematic metabolism in the hypothalamus and the peripheral insulin response. An inflammatory reaction in peripheral adipose tissues ...

Endotoxin Activity Assay for the Detection of Whole Blood Endotoxemia in Critically Ill Patients

Lipopolysaccharide, also known as endotoxin, is a fundamental component of gram-negative bacteria and plays a crucial role in the development of sepsis and septic shock. The early identification of an infectious process that is rapidly evolving to a critical illness might prompt a quicker and more intensive treatment, thereby potentially leading to better patient outcomes. The Endotoxin Activity (EA) assay can be used at the bedside as a reliable biomarker of systemic endotoxemia. The detection of elevated endotoxin activity levels has been repeatedly shown to be associated with an increased disease severity in patients with sepsis and septic shock. The assay is quick and easy to perform. Briefly, after sampling, an aliquot of whole blood is mixed with an anti-endotoxin antibody and with added LPS. Endotoxin activity is measured as the relative oxidative burst of primed neutrophils as detected by chemioluminescence. The assay&#39;s output is expressed on a scale from 0 (absent) to 1 (maximal) and categorized as &#8220;low&#8221; (&#60;0.4 units), &#8220;intermediate&#8221; (0.4&#8211;0.59 units), or &#8220;high&#8221; (&#8805;0.6 units). The detailed methodology and rationale for the implementation of the EA assay are reported in this manuscript.

We hereby present a protocol to measure at the bedside the endotoxin activity of human whole blood samples. The Endotoxin Activity assay is a simple test to perform and may be a useful biomarker in critically ill patients with sepsis.

重症患者における全血エンドトキシア血症の検出に関するエンドトキシン活性アッセイ

Lipopolysaccharide, also known as endotoxin, is a fundamental component of gram-negative bacteria and plays a crucial role in the development of sepsis ...

Mechanisms Underlying Gut Hormone Secretion Using the Isolated Perfused Rat Small Intestine

The gut is the largest endocrine organ of the body, producing more than 15 different peptide hormones that regulate appetite and food intake, digestion, nutrient absorption and distribution, and post-prandial glucose excursions. Understanding the molecular mechanisms that regulate gut hormone secretion is fundamental for understanding and translating gut hormone physiology. Traditionally, the mechanisms underlying gut hormone secretion are either studied in vivo (in experimental animals or humans) or using gut hormone-secreting primary mucosal cell cultures or cell lines. Here, we introduce an isolated perfused rat small intestine as an alternative method for studying gut hormone secretion. The virtues of this model are that it relies on the intact gut, meaning that it recapitulates most of the physiologically important parameters responsible for the secretion in in vivo studies, including mucosal polarization, paracrine relationships and routes of perfusion/stimulus exposure. In addition, and unlike in vivo studies, the isolated perfused rat small intestine allows for almost complete experimental control and direct assessment of secretion. In contrast to in vitro studies, it is possible to study both the magnitude and the dynamics of secretion and to address important questions, such as what stimuli cause secretion of different gut hormones, from which side of the gut (luminal or vascular) is secretion stimulated, and to analyze in detail molecular sensors underlying the secretory response. In addition, the preparation is a powerful model for the study of intestinal absorption and details regarding the dynamics of intestinal absorption including the responsible transporters.

Here, we present a powerful and physiological model to study the molecular mechanisms underlying gut hormone secretion and intestinal absorption &#8212; the isolated perfused rat small intestine.

免震を用いた消化管ホルモン分泌のメカニズム潅流ラット小腸

The gut is the largest endocrine organ of the body, producing more than 15 different peptide hormones that regulate appetite and food intake, digestion, ...