MIN-6小鼠MIN6β细胞系
MIN-6小鼠MIN6β细胞系源自 C57BL/6 小鼠胰岛素瘤,是研究胰岛 β 细胞功能与糖尿病机制的核心模型。自 1990 年建立以来,其因保留了与原代胰岛 β 细胞高度相似的葡萄糖应答性胰岛素分泌功能,成为连接基础研究与临床转化的关键桥梁。
在细胞形态与生长特性上,MIN-6 细胞呈现典型的上皮样贴壁生长,显微镜下可见多边形细胞紧密排列,形成类似胰岛的细胞簇 —— 这些细胞簇是功能成熟的标志,直径约 50-200 微米,内部细胞通过缝隙连接实现信号同步。细胞胞质丰富,内含大量胰岛素分泌颗粒,经免疫荧光染色可观察到强烈的胰岛素阳性信号;核呈圆形或椭圆形,位于细胞中央,核仁清晰。该细胞增殖速度较慢,倍增时间约 48-72 小时,传代时需用 0.25% 胰dan白酶 - EDTA 消化 5-8 分钟(较其他细胞稍长),按 1:3 比例接种,传代周期稳定,连续培养 50 代仍能维持胰岛素分泌功能。
培养 MIN-6 细胞的关键在于模拟胰岛微环境。基础培养基选用高糖 DMEM(4.5g/L 葡萄糖),并添加 15% 胎牛血清(需经热灭活去除补体)、50μmol/L β- 巯基乙醇 —— 这种还原剂可保护细胞免受氧化损伤,维持胰岛素合成相关酶的活性。培养箱需严格控制在 37℃、5% CO₂环境,pH 值稳定在 7.2-7.4,且需避免频繁开关箱门导致的温度波动。值得注意的是,该细胞对血清批次极其敏感,劣质血清会导致葡萄糖应答性丧失,因此每批血清需通过胰岛素分泌实验验证(高糖刺激下胰岛素分泌应是低糖组的 3 倍以上)。
在胰岛 β 细胞功能研究中,MIN-6 细胞系的核心价值体现在葡萄糖应答性上。当培养基葡萄糖浓度从 2.8mmol/L 升至 16.7mmol/L 时,细胞胰岛素分泌量可激增 5-10 倍,这一过程精确模拟了体内胰岛 β 细胞的 “感知 - 分泌" 偶联机制。科研人员通过该模型解析了这一过程的分子基础:葡萄糖经 GLUT2 转运进入细胞,通过糖酵解产生 ATP,关闭 KATP 通道引发细胞膜去极化,钙离子内流触发胰岛素颗粒释放。例如,磺脲类药物通过抑制 KATP 通道增强 MIN-6 细胞的胰岛素分泌,其剂量效应曲线可直接用于评估药物效能,为临床用药剂量优化提供参考。
在糖尿病机制研究中,MIN-6 细胞系可复现多种病理状态。在 2 型糖尿病模型中,用游离脂肪酸(如棕榈酸)长期处理细胞,会导致其葡萄糖应答性下降(高糖刺激分泌比从 5 倍降至 2 倍以下),同时伴随内质网应激标志物(如 CHOP、GRP78)上调,模拟 “脂毒性" 导致的 β 细胞功能衰竭;在 1 型糖尿病相关研究中,将 MIN-6 细胞与自身免疫性 T 细胞共培养,可观察到细胞凋亡增加,用于探索免疫攻击对 β 细胞的损伤机制。这些模型为开发保护 β 细胞功能的药物提供了实验基础。
在药物筛选领域,MIN-6 细胞系是评估降糖药物疗效的 “金标准"。对于促分泌剂,通过检测不同糖浓度下的胰岛素释放曲线,可区分药物是依赖葡萄糖(如 GLP-1 受体激动剂)还是非依赖葡萄糖(如传统磺脲类),前者因低血糖风险低更具临床优势;对于 β 细胞保护剂,则通过检测药物是否能逆转棕榈酸诱导的功能损伤,筛选具有潜力的候选化合物。例如,姜黄素可通过激活 Nrf2 抗氧化通路,改善 MIN-6 细胞的脂毒性损伤,其作用机制已通过 Western blot 和 siRNA 干扰实验得到验证。
前沿研究中,MIN-6 细胞系的应用持续拓展。在类器官构建中,将其与胰岛 α 细胞、内皮细胞共培养,形成的三维胰岛类器官可模拟体内胰岛的细胞间通讯,其胰岛素分泌的协同性显著优于单纯 MIN-6 细胞;在单细胞测序研究中,通过解析高糖刺激下细胞亚群的基因表达差异,发现了一群 “高应答性" 细胞亚群,其表达更高水平的钙通道基因,为理解 β 细胞异质性提供了新视角;在基因编辑领域,CRISPR 技术修饰的 MIN-6 细胞(如敲除 PDX1 基因)已用于验证关键转录因子在 β 细胞命运维持中的作用,为干细胞诱导分化为功能 β 细胞提供了质控标准。
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