インスリノーマ1E細胞のグルコース刺激に対する代謝応答を蛍光寿命イメージングにより研究しました

Metabolic response of Insulinoma 1E cells to glucose stimulation studied by fluorescence lifetime imaging.

• Gianmarco Ferri
• Marta Tesi
• Federico Massarelli
• Lorella Marselli
• Piero Marchetti
• Francesco Cardarelli

抄録

哺乳類膵臓の特殊細胞であるβ細胞では、高度に制御された生化学的プロセスのカスケードがグルコース刺激とインスリン分泌を結びつけている。全身のグルコース恒常性に対するこのプロセスの重要性を考えると、生きた細胞におけるグルコースへの応答をモニターすることができる非侵襲的かつ迅速な戦略が非常に望まれています。ここでは、我々は、それらの還元型（NAD(P)H）のタンパク質結合および遊離ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（リン酸）種の間の比を定量するために蛍光寿命イメージング（FLIM）顕微鏡へのフェイザーベースのアプローチを使用して、β様細胞モデルとしてのインスリノーマ細胞株INS-1Eを。フェイザー-FLIM分析は、NAD(P)H種のバウンド/フリー比がパルスグルコース刺激時に増加することを示しています。このような応答は、高血糖条件下での細胞の48時間のプレインキュベーションによって損なわれる。Phasor-FLIMは同時に、高血糖誘発酸化ストレスの特徴的な産物としての長寿命種（LLS）の出現をモニターします。

A cascade of highly regulated biochemical processes connects glucose stimulation to insulin secretion in specialized cells of mammalian pancreas, the β-cells. Given the importance of this process for systemic glucose homeostasis, noninvasive and fast strategies capable to monitor the response to glucose in living cells are highly desirable. Here, we use the phasor-based approach to Fluorescence Lifetime IMaging (FLIM) microscopy to quantify the ratio between protein-bound and free Nicotinamide adenine dinucleotide (phosphate) species in their reduced form (NAD(P)H), and the Insulinoma cell line INS-1E as a β-like cellular model. Phasor-FLIM analysis shows that the bound/free ratio of NAD(P)H species increases upon pulsed glucose stimulation. Such response is impaired by 48-hours preincubation of cells under hyperglycemic conditions. Phasor-FLIM concomitantly monitors the appearance of long-lifetime species (LLS) as characteristic products of hyperglycemia-induced oxidative stress.

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