胰島灌流：自動化細胞分泌分析

 胰島是胰腺的內分泌腺中負責維持血糖濃度的重要組成部分。胰島主要由分泌型內分泌細胞組成，包括：α細胞，β細胞，δ細胞，和胰島PP細胞。其中α細胞和β細胞是絕大多數物種胰島中含量豐富的細胞，分別分泌胰高血糖素和胰島素。δ細胞分泌體細胞素，用來調節α和β細胞的功能。總而言之，α，β，δ細胞協同分泌的三種激素對于維持葡萄糖平衡是重要的。

不同胰島細胞中的自分泌和旁分泌信號主要負責協調和優化胰腺內分泌腺的整體功能。因此評價胰島是否健康，以及其功能狀況無論對于科學實驗還是臨床應用都是重要的。

目前已經有好幾種方法用來評價胰島細胞的活性。這些檢測方法已經提高了我們甄別胰島的能力，從而選取合適的胰島用于臨床移植。

胰島活性的量化是一個基本的檢測方法，它可以顯著影響科學實驗和臨床應用的結果。然而，胰島活性也并不一定能夠完全反映出它的功能狀態。所以確定胰島的功能狀態對于其臨床前和臨床環境下都是必須的。評估胰島功能狀態的一個重要方面就是檢測胰島細胞在各種刺激條件下所分泌出來的激素和其他物質。這對于胰島生理學的研究尤其重要。

研究胰島生理學的一個重要指標就是檢測胰島細胞在響應各種刺激條件下胰島素分泌的情況。目前針對體外分離出來的原代胰島細胞的分泌情況的檢測主要有兩種方式：

第一種是靜置孵育法（in vitro static incubation)，也是目前基礎研究中比較常用的針對動物模型所采用的胰島β細胞功能評估方法，主要就是在分離胰島后，分別在培養皿中使用低糖、高糖孵育一定時間段，取其上清液測定胰島素濃度。

第二種是體外灌流（in vitro perifusion)，：就是將離體胰島置于灌流系統中，該系統保持37°恒溫，并通過將微量泵輸注系統與放置胰島的小室連接，以恒定的速率把各種刺激液灌流過放置胰島的小室，不同時間點收集灌流出的液體。

第一種方法反映在給予葡萄糖負荷后一定時問內分泌的胰島素的總量。但不能反映出胰島素分泌時相和分泌數量方面的變化，僅能代表胰島素分泌總量，而非真正β細胞的功能，

此外灌流比靜置孵育有個非常大的好處在于在生物流體灌流系統中，刺激物會不間斷流入，把處于小室中的細胞或細胞群所分泌的代謝物沖走。而在靜置孵育中，這些代謝物會累積從而影響到研究結果。因此需要一種更為理想的手段來從分泌時相和分泌數量兩個方面評價胰島素分泌功能。而第二種方法恰好滿足了這種需求。

準確反映胰島β細胞功能的胰島素的分泌模式變化較為復雜，存在分泌量和時限的變化，這一分泌模式使得用胰島素分泌總量來描述細胞功能變得十分困難。胰島素分泌的量不等同于β細胞功能，胰島β細胞功能的改變是“由質及量”的動態變化。因為分泌量相同有可能分泌達峰時間可有不同，如糖耐量正常者與糖耐量減低者相比較，胰島素分泌量低者不等同于β細胞功能差；胰島素分泌量高于正常也不等同于β細胞功能亢進。若以胰島素分泌總量來評估β細胞功能，容易發生誤判。

使用離體胰島灌流系統，能夠從分泌時相和分泌數量兩個方面對胰島功能進行綜合評價，是一種較理想的檢測手段，在胰島基礎研究中可以得到廣泛應用。

研究人員可以根據上述示意圖手工建立離體胰島灌流系統，需要確保輸注系統工作運行正常，各管道系統無滲漏，引流口引流正常，溫度控制，流速控制，以及流出液的收集都需要得到保證，這樣才能夠更加準確地得到胰島素分泌的動態曲線圖，準確地評價胰島的功能。

Biorep生物流體灌流系統（Biorep Perifusion System）就是為了滿足這樣的需求而研發的出產品。它可以對分泌型細胞進行自動化細胞分泌分析。

這個系統顯著地增進了細胞分泌分析的處理能力和可重復性。大大提高了分泌實驗的準確性，減少了實驗的系統誤差。

Biorep生物流體灌流系統

美國Biorep技術有限公司（Biorep Technologies Inc.）與邁阿密大學糖尿病研究所（Diabetes ResearchInstitute at the University of Miami）合作開發的自動化生物流體灌注系統，大大地簡化了實驗流程，實現了全面的環境控制，刺激不同細胞類型，并通過編輯程序來自動收集分泌物。經過測試，Biorep生物流體灌注系統被證明是非常有價值的，可以用于胰島移植前，在體外小室內檢測人胰島的活性，準確反應出胰島素分泌的時項性。

目前，已有很多實驗室和制藥公司定期采用該系統來研究胰島細胞的激素分泌。但是Biorep 生物流體灌注系統并不僅限于用在胰島分泌的研究。它還可用來測定其他類型細胞的分泌，包括諸如，干細胞，脂肪細胞，嗜鉻細胞，干細胞等細胞。這就讓它更成為了醫藥產業藥物研發過程中不可或缺的一部分。

 利用biorep灌流系統進行實驗的詳細方法學可以參考

http://www.nature.com/protocolexchange/protocols/2212#/procedure