08:30 Uhr
Vergleichende Analyse von 2D und 3D-Differenzierung anhand neuartiger Reporterzelllinien mit mCherry knock-in im Insulin-Lokus
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Autor:innen:
O. Naujok (Hannover, DE)
I. Niwolik (Hannover, DE)
I. Mehmeti (Hannover, DE)
A. Jörns (Hannover, DE)
R. Dettmer (Hannover, DE)
Fragestellung
Die in vitro Differenzierung humaner pluripotenter Stammzellen (hPSC) in Betazellen ist infolge der Heterogenität der generierten Zellen und der variierenden Differenzierungsneigung der verschiedenen hPSC-Linien eine Herausforderung. Um die Charakterisierung von Stammzell-abgeleiteten Betazellen (SC-Betazellen) zu erleichtern, haben wir neue Reporterzelllinien durch CRISPR/Cas9-Nickasen (CRISPR/Cas9n) -vermittelte homologe Rekombination erzeugt und im 2D- und 3D-Differenzierungsverfahren miteinander verglichen.
Methodik
Um das Fluoreszenzprotein mCherry in den Insulin-Lokus zu integrieren, wurde eine P2A-mCherry-Genkassette mit Hilfe von CRISPR/Cas9n-vermittelter homologer Rekombination in eine, bereits über eine GFP2-Integration im SOX9-Lokus verfügende, hPSC-Linie eingebracht. Der hieraus resultierende Zellklon HES-3_SC30_ICNC4 und die parentale Linie wurden dann mit einem neuen Protokoll in 2D und in orbitaler 3D-Schüttelkultur in SC-Betazellen bzw. pankreatische Organoide differenziert und gegen EndoC-H1 Zellen verglichen.
Ergebnisse
Die duale Reporterzelllinie HES-3_SC30_ICNC4 erzeugte in 3D-Differenzierung ca. 50% SC-Betazellen, die nach Autoaggregation in pankreatischen Organoiden vorlagen. Gleichzeitig nahm die Anzahl der SOX9-Progenitoren stetig ab. Die zweidimensionale Differenzierung erzeugte nur etwa 18% SC-Betazellen. Die Genexpressionsanalysen bestätigten die Vergleichbarkeit der Organoide mit EndoC-H1-Zellen, während die 2D-Differenzierung durchweg schlechtere Expressionswerte aufwies. Immunfluoreszenzanalysen der Organoide zeigten überwiegend monohormonale Insulin/C-Peptid-positive Zellen mit wenigen Glucagon- und Somatostatin-positiven Zellen. Außerdem konnte in den Organoiden, nicht aber in den 2D-Kulturen, eine Glucose-stimulierte Insulinsekretion und ein zu den EndoC-H1-Zellen vergleichbarer Insulingehalt gemessen werden.
Schlussfolgerung
Durch knock-in von mCherry in den Insulin-Lokus sind duale Reporterzelllinien entstanden, mit denen unter Nutzung eines neuen Differenzierungsprotokolls die Umwandlung von SOX9-Progenitoren in SC-Betazellen leicht verfolgt werden kann. Der Wechsel von 2D- zu 3D-Kultur, ohne Änderung von weiteren Faktoren, führte zu einer erheblichen Verbesserung des Betazellphänotyps.
08:37 Uhr
Proinflammatorische Zytokine haben einen toxischen Effekt auf humane Stammzell-abgeleitete Betazellen
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Autor:innen:
R. Dettmer (Hannover, DE)
I. Niwolik (Hannover, DE)
I. Mehmeti (Hannover, DE)
E. Gurgul-Convey (Hannover, DE)
O. Naujok (Hannover, DE)
Fragestellung
Eine potentielle Therapieform für den Typ 1 Diabetes mellitus ist der Betazellersatz durch differenzierte humane pluripotente Stammzellen (hPSC). Es ist allerdings unklar, ob diese Zellen nach Implantation in einer Umgebung mit persistierender Autoimmunität überleben werden. Eine Verkapselung von Stammzellimplantaten könnte für den Schutz vor den zellulären Anteilen des Immunsystems sorgen. Lösliche Stoffe könnten diese Verkapselungsbarriere aber überwinden. Die Wirkung von proinflammatorischen Zytokinen auf hPSC-abgeleitete Betazellen ist bislang nicht hinreichend geklärt.
Methodik
Eine humane hPSC-Linie, mit mCherry knock-in in dem Insulin-Lokus, wurde in hPSC-abgeleitete Betazellen differenziert. Anschließend wurden die Zellen für 24h mit einem Mix aus IFNG, TNF und IL1B behandelt und aufgereinigt. Dann wurden die Viabilität mittels Caspase3/7-Test und transkriptionelle Änderungen mittels Microarray und RT-qPCR gemessen. Durch Western Blot wurde die Proteinexpression der Zytokinrezeptoren bestimmt.
Ergebnisse
Die Zytokine führten innerhalb von 24h zu einer annähernd 300%igen Steigerung der Caspase-3/7-Aktivität gegenüber der Kontrolle. Die Expression der Zytokinrezeptoren IL1R1, TNFRSF1A und IFNGR1 konnte nachgewiesen werden. Auf Genexpressionsebene wurde eine Aktivierung der STAT1- und NFkB-Signalwege, eine Induktion von Inflammationsmarkern und eine gesteigerte Expression von Zytokinen, wie IL1B, TNF und IL32, und Chemokinen, wie CCL2, CXCL9 und CXCL10, gemessen. Außerdem wurden Gene der MHC-Familie induziert.
Schlussfolgerung
Diese Studie zeigt, dass IFNG, TNF und IL1B einen toxischen Effekt auf hPSC-abgeleiteten Betazellen haben. Die OMICS-Analyse deutet darauf hin, dass durch die induzierte Expression von Zytokinen und Chemokinen die Kommunikation mit Immunzellen angeregt und gleichzeitig eine Inflammation gefördert wird. Möglicherweise wirken hPSC-abgeleitete Betazellen in einem Umfeld mit persistierender Autoimmunität an ihrer Zerstörung mit.
08:44 Uhr
Die Auswirkungen unterschiedlicher Stimuli auf die endokrine Funktion pankreatischer Langerhans-Inselzellen
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Autor:innen:
K. Müller (Rostock, DE)
S. Almansor (Rostock, DE)
S. Baltrusch (Rostock, DE)
D. Fischer (Rostock, DE)
H. Willenberg (Rostock, DE)
Fragestellung: Bei Langerhans-Inseln von Mäusen scheint es eine spezifische Verteilung der Zellarten innerhalb einer Insel zu geben. Während in direkter Umgebung des Zentralgefäßes überwiegend Beta-Zellen auffindbar sind, sind die Alpha-Zellen am Rand der Insel verteilt. Wir untersuchten daher, ob die parakrine Wirkung sezernierter Faktoren zentral gelegener Zellen der Insel zu einer veränderten Genexpression distal liegender Zellen führt.
Methodik: Für die Versuche wurden etwa 5,5 Millionen NIT-1-Zellen in einer x-well Zellkulturkammer mit 9 cm² Wachstumsfläche durch einen Mediumfluss von 0,5 und 1 ml/h des Mediums Ham's F12K von proximaler zu distaler Seite der Kulturflasche behandelt. So wurde der radial gerichtete Blutfluss einer Insel imitiert, wobei die Zellen im proximalen Teil der Kulturflasche zentral gelegene und Zellen im distalen Teil der Kulturflasche peripher gelegene Inselzellen widerspiegeln sollen. Zusätzlich wurde dem Medium in weiteren Versuchen Insulin oder Glucagon hinzugefügt. Nach 48 Stunden wurden die Zellen getrennt geerntet und die Genexpression von Genen wie Insulin, Glucagon und Pankreatischem Polypeptid beider Populationen mittels RT-PCR analysiert.
Ergebnisse: Der Mediumfluss von 1 ml/h steigert die Genexpressionsunterschiede von distaler zu proximaler Versuchsseite stärker als ein Fluss von 0,5 ml/h. Die Genexpressionen von Insulin und Glucagon verhalten sich bei Zugabe von Insulin gegensätzlich: Glucagon wird induziert, Insulin verringert; während Glucagon eine verringerte Genexpression von Insulin und Glucagon zur Folge hat.
Schlussfolgerung: Der Genexpressionsunterschied von proximaler zu distaler Zellseite des Versuches lässt darauf schließen, dass die zentralen Zellen einer Insel die Randzellen bezüglich ihrer Genexpression beeinflussen. Somit scheint die Enzym- und Rezeptorbildung der Inselzellen parakrin beeinflussbar zu sein.
08:51 Uhr
CRISPR-Cas9 mediated mutation in a hamster beta cell line reveals a role of dual leucine zipper kinase (DLK, MAP3K12) for beta cell identity and function
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Autor:innen:
K. Köster (Hamburg, DE)
E. Oetjen (Hamburg, DE)
Question: A decrease in beta cell mass and function contributes to the pathogenesis of type 2 diabetes mellitus (T2DM). We have recently shown that the activity and subcellular localization of DLK interferes with both. Thus, we studied whether the catalytical activity of DLK interferes with beta cell identity.
Methods: CRISPR-Cas9 mediated gene editing by homology directed repair was performed with a plasmid approach containing the sequence for sgRNA, Cas9 and GFP delivered by nucleofection. Single clones were selected and isolated by Fluorescence-activated cell sorting (FACS). Cells containing the desired modification were identified by Restriction Fragment Length Polymorphism (RFLP) and verified by sequencing. Characterization of the generated cell line HIT-DLK-K185A was performed by Western Blot, qPCR, luciferase reporter gene assays and ELISA
Results: In HIT cells, the ATP binding site of DLK was successfully genome edited without generating any obvious off-target mutations creating the HIT-DLK-K185A cell line. In the genome edited cell line, DLK protein and mRNA levels were reduced compared to HIT wild-type cells. In both cell lines, stimulated CRE-dependent gene transcription showed no difference. However, mRNA levels of selected beta-cell genes like INS, MAFA and PDX1 were reduced in the modified cell line. In line, insulin secretion was drastically decreased in HIT-DLK-K185A compared to wild-type cells.
Conclusion: CRISPR-based gene editing is feasible in HIT-T15 cells, rendering them a useful tool for genetic in vitro diabetes research. Moreover, our data suggest that DLK activity contributes to maintenance of beta cell identity and function in HIT-T15.
08:58 Uhr
Influence of NMDA receptor activation and subtype-specific modulation on mouse pancreatic islets
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Autor:innen:
A. Gresch (Münster, DE)
R. Wiggers (Münster, DE)
V. De Luca (Münster, DE)
B. Wünsch (Münster, DE)
M. Düfer (Münster, DE)
Question: The NMDA receptor (NMDAR) is being discussed as a possible target for antidiabetic drugs. Our study aims to elucidate how these ion channels affect membrane potential and calcium oscillations of pancreatic islets. In addition, we examined the potential of GluN2B subtype-specific inhibition of NMDARs to increase insulin release and to maintain cell viability.
Methods: Islets or β-cells were isolated from C57Bl6/N mice. Electrical activity was measured with microelectrode arrays. Insulin release was determined by radioimmunoassay. [Ca2+]c was analysed by fluorescence microscopy and apoptosis by TUNEL staining.
Results: Glucose-stimulated insulin secretion and the electrical activity of islets did not change when NMDA/glycine (500/10 µM) were added acutely. When islets were pre-incubated with NMDA/glycine for 24 h, the insulin release evoked by a 15-mM glucose stimulus was significantly decreased (3.17±0.97 vs. 2.1±0.9 ng insulin/(islet*h), n=7, p=0.0008). By contrast, electrical activity and mean [Ca2+]c of islets measured under the same conditions were unaffected. Single β-cells treated with NMDA/glycine for 18 h revealed a significant increase in cell death (1.4±0.3 vs. 6±2 %, n=8, p=0.0002). Co-incubation with WMS-1410 (1 µM), a GluN2B-subunit specific NMDAR inhibitor, reduced the rate of apoptosis to 3±1 % (n=8, p=0.0004 vs. NMDA/glycine). Additionally, WMS-1410 also reversed the detrimental effect of NMDA/glycine on insulin secretion.
Conclusion: Sustained activation of NMDARs elevates cell death, thereby harming insulin secretion. The pathway seems not to involve impairment of membrane potential oscillations. Targeting the GluN2B subunit is protective and may prevent β-cell death under pathophysiological circumstances like diabetes mellitus.
09:05 Uhr
Die Hemmung der Proteinbiosynthese in Beta-Zellen beeinflußt die mitochondriale Aktivität gleichsinnig mit der Insulinsekretion
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Autor:innen:
M. Alshafei (Braunschweig, DE)
M. Morsi (Braunschweig, DE)
T. Schulze (Braunschweig, DE)
I. Rustenbeck (Braunschweig, DE)
Hintergrund und Ziel: Die Glucose-induzierte Insulinsekretion ist von einer Steigerung der Insulinbiosynthese begleitet. Da die Proteinbiosynthese vom Export mitochondrialer Metabolite abhängt, sollte die Bedeutung der Proteinbiosynthese für die Stimulus-Sekretionskopplung untersucht werden. Als pharmakologisches Werkzeug wurde Cycloheximid (CHX) verwendet, da bekannt ist, dass in beta-Zellen das Einwirken von 10 µM CHX für 60 min die Proteinbiosynthese zu über 90% hemmt.
Methode: Kollagenase-isolierte NMRI-Mausinseln wurden entweder für 24h in RPMI-Medium (5 mM Glucose, 10% FCS) kultiviert oder direkt in die Versuche eingesetzt. Die Insulinsekretion wurde mittels Perifusion und ELISA des fraktionierten Eluats gemessen. Die mitochondriale Aktivität wurde durch mikrofluorimetrische Messung der NAD(P)H- und FAD-Autofluoreszenz charakterisiert, das mitochondriale Membranpotential durch die Fluoreszenz von TMRE. Das Versuchsprotokoll bestand in der Erhöhung der Glucose-konzentration auf 25 mM nach einer vorherigen Umströmung mit 5 mM in Gegenwart oder Abwesenheit von 10 µM CHX.
Ergebnisse: Bei frisch isolierten Inseln bewirkte CHX eine deutliche Reduktion der Glucose-induzierten Insulinsekretion in beiden Phasen. Mit kultivierten Inseln hemmte CHX die dort stärker ausgeprägte erste Phase, bewirkte dann aber eine zunehmende Erhöhung der zweiten Phase. Die prästimulatorische Sekretion war nicht beeinflußt. Bei frisch isolierten Inseln war durch CHX eine deutliche Verminderung des Glucose-induzierten NAD(P)H-Anstiegs und des FAD-Abfalls zu erkennen, bei kultivierten Inseln dagegen nicht. Die TMRE-Fluoreszenz lag in frisch isolierten Inseln durchgehend höher, in beiden Präparationen verminderte CHX den Glucose-induzierten Anstieg.
Schlussfolgerung: Die Hemmung der Proteinbiosynthese auf Ebene der Translation hat eine hemmende Rückwirkung auf die mitochondriale Aktivität, die mit der Hemmung der Insulinsekretion korreliert.
09:12 Uhr
Gluco-Lipotoxizität – Was ist der Haupteinflussfaktor in humanen EndoC-βH1 Betazellen?
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Autor:innen:
A. von Hanstein (Hannover, DE)
S. Lenzen (Hannover, DE)
T. Plötz (Hannover, DE)
Fragestellung
Bei der Entwicklung des Typ-2-Diabetes mellitus wird der Ernährungsweise eine bedeutende Rolle zugeschrieben. Dabei wird in der Literatur kontrovers diskutiert, inwiefern im Zusammenspiel der Glucolipotoxizität entweder den freien Fettsäuren (FFS) oder erhöhten Glucose-Konzentrationen eine gesteigerte Bedeutung für die Betazell-Dysfunktion zukommt. Daher wurden die Effekte von FFS unterschiedlicher Kettenlänge und Sättigungsgrades in Kombination mit verschiedenen Glucose-Konzentration auf humane EndoC-βH1 Betazellen untersucht.
Methoden
EndoC-βH1 Betazellen wurden mit Kombinationen aus jeweils langkettigen (C16, C18) oder sehr langkettigen (C19, C20) gesättigten sowie einfach ungesättigten FFS und niedriger, mittlerer oder hoher Glucose-Konzentration (5,5 mM, 11 mM, 25 mM) behandelt. Anschließend wurden ATP-Gehalt und Caspase-3-Aktivität zur Bestimmung der Toxizität sowie ER-Stress und Cardiolipin-Peroxidation gemessen.
Ergebnisse
Erhöhte Glucose-Konzentrationen führten in EndoC-βH1 Betazellen zu einer Steigerung der Toxizität sehr langkettiger gesättigter FFS (≥C19). Andererseits waren keine zusätzlichen toxischen Effekte durch einfach ungesättigten FFS in Kombination mit erhöhter Glucose sowie Einflüsse durch ausschließlich erhöhte Glucose-Konzentration zu beobachten.
Während der durch sehr langkettige gesättigte FFS ausgelöste ER-Stress durch hohe Glucose-Konzentration weiter verstärkt wurde, blieb die fehlende Induktion von ER-Stress im Fall der langkettigen gesättigten sowie einfach ungesättigten FFS trotz erhöhter Glucose-Konzentrationen unbeeinträchtigt. Ein analoger, wenn auch schwächer ausgeprägter Effekt wurde ebenso bei der Untersuchung der Cardiolipin-Peroxidation deutlich. Auch hier war eine Wirkverstärkung durch Glucose ausschließlich bei sehr langkettigen gesättigten FFS detektierbar.
Schlussfolgerung
Mit Blick auf die Glucolipotoxizität weisen unsere Ergebnisse der Lipotoxizität die dominierende Rolle in humanen EndoC-βH1 Betazellen zu. Eine Toxizitätssteigerung durch erhöhte Glucose-Konzentrationen tritt nur dann auf, wenn bereits durch gesättigte FFS eine starke Toxizität vorliegt.
09:19 Uhr
Knockdown of Etv5 enhances ROS production and impairs viability in pancreatic beta cells
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Autor:innen:
X. Yi (Freiburg im Breisgau, DE)
F. Liu (Freiburg im Breisgau, DE)
L. Schweitzer (Freiburg im Breisgau, DE)
F. Baghnavi (Freiburg im Breisgau, DE)
J. Seufert (Freiburg im Breisgau, DE)
G. Päth (Freiburg im Breisgau, DE)
Introduction: The transcription factor ETV5 regulates various biological processes such as cell proliferation and apoptosis, and activates a whole string of obesity- and diabetes-related genes. ETV5 is involved in tissue protection since mice with pancreatic loss of Etv5 show increased severity of pancreatitis and delayed tissue recovery. Here, we investigate the role of Etv5 knockdown (KD) on survival of injured endocrine pancreatic beta cells.
Methods: We generated INS-1E beta cells with doxycycline-inducible lentiviral Etv5 sh-RNA knock-down (KD). Cellular stress was induced by streptozotocin (STZ) and palmitate (PA). We assessed viability (MTS), apoptosis (caspases-3/7 activation), necrosis (assay), ER stress (BiP and CHOP gene expression), oxidative stress (ROS production) and gene expression of SOD1, SOD2 and Catalase.
Results: Etv5 KD significantly increases STZ/PA-induced loss of viability without changes in apoptosis but with increased necrosis. Etv5 KD did not change STZ/PA-induced gene expression of ER stress markers BiP and CHOP but significantly increased H2O2 production. STZ/PA induced SOD2 but not SOD1 and catalase. SOD2, which converts superoxide into H2O2, was significantly further increased by Etv5 KD. In contrast, catalase that degrades H2O2 into H2O and O2, was not affected.
Summary/Conclusion: Obesity and high glucose promote oxidative stress and loss of Etv5 increases production of both ROS and SOD2. Therefore, ETV5 may play an important role in the control of oxidative stress in pancreatic β-cells.
Xuanzi Yi is supported by China Scolarship Council (CSC) China
09:26 Uhr
Insulin granule number, mobility and exocytosis as compared with insulin content and secretion after the induction of desensitization or beta-cell rest
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Autor:innen:
B. Gaus (Braunschweig, DE)
I. Rustenbeck (Braunschweig, DE)
Background: Desensitization of insulin secretion by prolonged stimulation may be the initial phase of beta-cell dysfunction in type-2-diabetes. Here, we have investigated the functional consequences of a prolonged exposure to the KATP-channel-blocker tolbutamide and to the inhibitor of insulin secretion, the α2-adrenoceptor-agonist clonidine.
Methods: MIN6-cells were transfected with hIns-EGFP. Desensitization or resting state were induced by 18h exposure to 500µM tolbutamide or 1µM clonidine during cell culture. Exposed and control cells were perifused with 30mM glucose or 40mM KCl. The number, mobility and exocytosis of secretory granules were analyzed by TIRF-microscopy. Insulin secretion was measured using MIN6-pseudoislets and single MIN6 cells.
Results: Insulin content was reduced after tolbutamide- and increased after clonidine-culture. However, the number of submembrane granules was not significantly affected by tolbutamide pretreatment, whereas it was increased after clonidine culture. Both types of pretreatment resulted in similar changes in the parameters of the granule mobility, namely a reduction in the z- and x/y-dimension. Perifusion experiments with MIN6-pseudoislets showed that both pretreatments diminished the secretory response to glucose and to KCl, whereas static measurement of single cell secretion showed a stronger response after clonidine- and a weaker response after tolbutamide-pretreatment. The number of exocytotic flashes of insulin-EGFP correlated with the strength of single cell secretion.
Conclusion: The characteristics of single granule exocytosis correspond better to the secretion pattern of single MIN6 cells than to the one of pseudo-islets. So, the extrapolation from single cell data to the behavior of entire islets should be done with restraint.
09:33 Uhr
Glucose-induced changes of the ATP/ADP-Ratio in alpha- and beta-cells
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Autor:innen:
D. Brüning (Braunschweig, DE)
E. Früh (Braunschweig, DE)
C. Bütefisch (Braunschweig, DE)
I. Rustenbeck (Braunschweig, DE)
Background and aims: The question was whether the increase of glucagon secretion upon glucose lowering is an intrinsic function of the alpha-cell and if so, whether this effect is at the level of the glucose metabolism or electrical events of the plasma membrane.
Methods: Insulin- and glucagon-secretion were simultaneously measured by perfusion of mouse islets and ELISA. To obtain single alpha-cells, islets were incubated with Alloxan before dissociation into single cells. Alpha- and beta-cells were adenovirally transduced with the fluorescent adenine nucleotide indicator PercevalHR. The indicator SNARF was used for pH-correction, the PercevalHR/SNARF ratio was a semiquantitative measure of the ATP/ADP-Ratio.
Results: Upon lowering the glucose concentration from 5 to 1 mM alpha-cells showed a transient increase in the ATP/ADP-Ratio from 4.8 to 5.4. In beta-cells, only a monotonous decrease was seen. Raising glucose from 1 to 30 mM resulted in an increase of the ratio value by ca. 1.1 in alpha-cells. After an initial peak, an elevated plateau lasted as long as 30 mM glucose was present. In beta-cells, the initial increase by 30 mM glucose had a threefold larger amplitude, followed by a slow further increase. Intriguingly, the transient increase of the ratio value in alpha-cells upon lowering of the glucose concentration was paralleled by a transient increase of the glucagon secretion in perifused islets. This increase occurred well before the insulin secretion decreased.
Conclusion: The paradox glucagonotropic effect of low glucose may be an intrinsic property of the alpha-cell involving a transient increase of the ATP/ADP-Ratio.
09:40 Uhr
Parallel multi-parametric monitoring of single pancreatic islets in a microfluidic Organ-on-Chip system made from glass
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Autor:innen:
T. Schulze (Braunschweig, DE)
K. Mattern (Braunschweig, DE)
A. Dietzel (Braunschweig, DE)
I. Rustenbeck (Braunschweig, DE)
Background and aims: Obtaining reproducible and reliable data from small amounts of tissue is still a major problem in basic and preclinical research on pancreatic islets. Here, we demonstrate an islet-on-chip system made from glass for parallel multi-parametric measurements of single pancreatic islets to overcome this challenge.
Materials and Methods: The chip was made from glass by femtosecond laser ablation and subsequent surface smoothing. The flow dynamics were characterized by simulation and by measuring washout-kinetics of fluorescent dyes. NAD(P)H-, FAD- autofluorescence and Cal 630 fluorescence (cytosolic Ca2+ concentration = [Ca2+]i) of NMRI mouse islets were simultaneously measured in five independent experiments by live cell imaging. Insulin content of fractionated efflux was measured by ultrasensitive ELISA.
Results: The islet-on-chip system had the size of a microscope slide and contained five independent parallel channels, each with a well of 500 µm depth to hold a single islet. An aperture above the well permitted loading and unloading of the islet. Fluorescence washout-kinetics confirmed the uniformity of channels and wells. Islets were well retained at perfusion velocities of 40 µl/min and responded to 25 mM glucose with increased insulin secretion, increased levels of NAD(P)H and FADH2 and an oscillatory pattern of [Ca2+]i. 40 mM KCl markedly increased insulin secretion and [Ca2+]i, but caused only a minor increase of NAD(P)H and FADH2.
Conclusion: The present microfluidic islet-on-chip system with a parallel independent channel design permits robust multi-parametric characterization of individual islet function. Thus, throughput, precision and coherence are increased as compared to conventional perifusion systems.