一个全面的工作流程,用于在完整的岛屿中成像活体胰岛素分泌事件和颗粒

科学领域:

• 细胞生物学 细胞生物学
• 内分泌学 在内分泌学.
• 生物物理学的生物物理.

背景情况:

• 精确测量胰岛素分泌对于了解糖尿病至关重要.
• 现有的方法难以区分胰岛素分泌与颗粒动态.
• 胰腺β细胞功能是葡萄糖平衡的关键.

研究的目的:

• 开发一个优化的协议,准确检测胰腺β细胞的胰岛素分泌.
• 为了区分真正的胰岛素分泌事件与细胞内胰岛素颗粒动态.
• 为了研究不同胰岛素颗粒池的实时分泌行为.

主要方法:

• 利用细胞无性Zn2+结合染料FluoZin-3进行细胞外光检测.
• 集成的细胞透性Zn2+结合染料ZIGIR用于跟踪细胞内颗粒动态.
• 在与细胞外基质相连的小岛上使用全内反射光显微镜 (TIRF).
• 应用ilastik机器学习软件,用于高效分析大数据集.

主要成果:

• 在FluoZin-3方法准确量化胰岛素分泌通过检测细胞外Zn2+与胰岛素共释放.
• 预备好的和新来的胰岛素颗粒均分泌,新来的颗粒分泌迅速.
• 预装配和装配的颗粒在分泌前在膜中存在更长的停留时间.
• 在胰岛素颗粒分泌动态中证明了功能异质性.

结论:

• 开发的协议为研究胰岛素分泌提供了高时空分辨率.
• 这种技术可以精确地研究胰岛素颗粒分泌中的β细胞异质性.
• 该方法适用于使用活细胞显微镜研究其他分泌颗粒系统.