خلايا HEK293: حجر الزاوية في الأبحاث الخلوية والتكنولوجيا الحيوية الحديثة

خلايا الكلى الجنينية البشرية 293(HEK293) هي خط خلايا الكلى الجنينية البشرية التي اكتسبت شعبية واسعة النطاق في المجتمع العلمي بسبب تعدد استخداماتها وفائدتها في مجموعة واسعة من التطبيقات البحثية. تأسس هذا الخط الخلوي في أوائل السبعينيات، ومنذ ذلك الحين تم استخدامه في تطوير اللقاحات، وأبحاث السرطان، واختبار الأدوية، ونقل الإشارات. ستستكشف هذه التدوينة جميع جوانب خط خلايا HEK293 بما في ذلك أصلها ومعلومات عن زراعتها ومزاياها وعيوبها وتطبيقاتها ومصادرها.

خلايا HEK293: معلومات عامة وأصلها

ما هي خلايا HEK293؟

خلايا HEK293 هي سلالة خلايا كلية جنينية بشرية مشتقة من نسيج كلية لجنين بشري مجهول الأبوة تم إنهاؤه اختيارياً. تم إنشاء هذه الخلايا من قبل عالم أحياء هولندي يُدعى أليكس فان دير إيب في أوائل السبعينيات. وقد تم تخليدها لاحقًا من خلال تحويلها بفيروس غدي مبتور 5 على يد الباحث فرانك غراهام.

في البداية، بدا من الصعب تحويل الخلايا. ومع ذلك، بعد العديد من الجهود المتواصلة، حدث نمو الخلايا من مستنسخ واحد معزول متحول [1]. أدى نقل الخلية بالفيروس الغدي 5 إلى تضمين جيني E1A وE1B في جينوم الخلية، مما يمنع موت الخلية ويسمح بإنتاج البروتين بكثرة. لم يتم توصيف خلايا الكلى الجنينية قبل تخليدها بشكل كافٍ، لذا فإن نوع الخلية بالضبط غير معروف.

تتألف الكلى الجنينية من خلايا بطانية وظهارية وخلايا أرومة ليفية؛ لذا من المحتمل أن تنتمي خلايا HEK 293 إلى هذه الخلايا. ومع ذلك، يشير الحمض النووي الريبي المرسال والمنتجات الجينية إلى أنها خلايا عصبية. من المحتمل أن تكون إضافة Ad5 قد غيرت النمط الظاهري الخلوي والتعبير الجيني. حقيقة ممتعة: يشير الرقم "293" في HEK293 إلى التجربة 293 التي أجراها غراهام.

حقيقة ممتعة: يشير الرقم "293" في HEK293 إلى التجربة 293 التي أجراها غراهام.

خصائص خلايا HEK293

• المورفولوجيا
• حجم الخلية
• الجينوم والصبغي (عدد الكروموسومات)

خلايا HEK293 ذات شكل يشبه الخلايا الظهارية. تتكون الكلى الجنينية بشكل أساسي من خلايا الخلايا الليفية والبطانية والظهارية. وبالتالي فإن خلايا 293 تشبه أحد أنواع الخلايا هذه في الشكل.

يتراوح حجم خلايا HEK 293 ما بين 11 إلى 15 ميكرومتر، والتي يمكن أن تتأثر بظروف الاستزراع. في المزرعة، قد تبدو الخلايا مفلطحة عند نموها على سطح أو مستديرة في المعلق. خلايا HEK293 هي خلايا ناقصة الصبغيات الصبغية، وحوالي 30% من خلايا HEK293 لديها صبغيات نمطية تبلغ 64 كروموسوم، ولكن بعض الخلايا لديها عدد أكبر من الكروموسومات. تحتوي الخلايا أيضًا على ثلاث نسخ من الكروموسوم X وجزء من الكروموسوم الغدي 5 مدمج في الكروموسوم 19 بمقدار 4 كيلوباز من الكروموسوم الغدي 5.

مقارنة بين خط خلية HEK293 مقابل خط خلية HEK293T

تم اشتقاق العديد من المشتقات من خلايا HEK 293 الأبوية مثل مشتقات الخلايا 293 الشائعة HEK293T وHEK293F. تُعد خلايا HEK293T واحدة من أكثر المشتقات استخدامًا على نطاق واسع، وقد تم إنشاؤها عن طريق دمج طفرة مستضد T الحساس لدرجة الحرارة SV40 T-antigen في جينوم خلية HEK 293 الأصلية. يسمح التعبير عن المستضد T-antigen بتكرار البلازميدات ذات أصل SV40 للتضاعف عند نقلها إلى خلايا 293-T، مما يؤدي إلى زيادة إنتاج البروتينات المؤتلفة [2]. للمزيد من المعلومات عن مشتقات خط خلايا HEK، بما في ذلك تطورها وخصائصها، راجع مقالة المراجعة هذه.

أساسيات زراعة خلايا HEK293: دليل خطوة بخطوة

اشترِ خلايا HEK293 لاكتشافاتك

من أجل أبحاثك الرائدة، ضع في اعتبارك خلايا HEK293 المعروفة بتعدد استخداماتها في دراسات التعبير الجيني وتطوير اللقاحات، ومشتقاتها مثل HEK293T، وHEK293 المكيّفة المعلقة HEK293، وHEK293T/17، وAAV-293 و2V6.11. اكتشف المزيد وعزز تجاربك من خلال استكشاف مجموعة منتجاتنا هنا.

خط خلايا HEK293 في الأبحاث والصناعة

إن تطبيقات خلايا HEK293 متنوعة وهامة. فهي تستخدم بشكل متكرر كنظام للتعبير عن البروتينات المؤتلفة وإنتاجها. ونظرًا لأصلها البشري، من المرجح أن تكون البروتينات المنتجة في هذه الخلايا مشابهة لنظيراتها البشرية الطبيعية من حيث التركيب والوظيفة، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات العلاجية.

وعلاوة على ذلك، غالبًا ما تُستخدم خلايا HEK293 في دراسة وظيفة الجينات وتنظيمها، حيث أنها تتقبل الحمض النووي الأجنبي بسهولة، مما يجعلها نموذجًا ممتازًا للتلاعب الجيني. وتؤدي هذه الخلايا أيضًا دورًا حاسمًا في إنتاج النواقل الفيروسية الغدية التي تُستخدم في العلاج الجيني وتطوير اللقاحات، بما في ذلك التوليد السريع للقاحات كوفيد-19.

إنتاج اللقاحات والبروتينات: خلايا HEK 293 مناسبة لتصنيع البروتين واللقاحات العلاجية على نطاق واسع. ويُستخدم هذا الخط الخلوي كذلك لتوليد النواقل الفيروسية مثل النواقل الفيروسية الغدية المرتبطة بالفيروسات الغدية. وفي الآونة الأخيرة، استُخدمت خلايا HEK293 لإنتاج بروتين مؤتلف هام، وهو بروتين الإريثروبويتين (EPO).

اختبار الأدوية: كثيراً ما تستخدم خلايا HEK293 لاختبار سمية الأدوية والمنتجات الطبيعية.

أبحاث السرطان: خلايا 293 هي خلايا مولدة للأورام، ويمكن أن تؤدي التغييرات الحاسمة في التعبير الجيني إلى تفاقم نشوء الأورام في هذا الخط الخلوي. لذلك، يُستخدم خط الخلية 293 بشكل متكرر في دراسات السرطان لفهم الآليات الجزيئية الأساسية وتطوير الأدوية.

دراسات التطهير: التطهير هو عملية إدخال أحماض نووية في الخلايا، وخلايا HEK293 قابلة لهذه العملية بشكل خاص. وفيما يلي شرح للمزيد حول هذا الموضوع.

دور خلايا HEK293 في إنتاج اللقاحات والبروتينات

في إنتاج اللقاحات، لعبت خلايا HEK293 دورًا أساسيًا في تطوير اللقاحات القائمة على الفيروسات الغدية. وقدرتها على النمو في مزارع معلقة تسمح بعمليات قابلة للتطوير، وهو أمر محوري في تلبية الطلب العالمي على اللقاحات. بالإضافة إلى ذلك، فإن أصلها البشري يوفر ميزة على سلالات الخلايا الأخرى، حيث يمكنها إجراء تعديلات ما بعد الترجمة البشرية مثل البشر، مما يضمن الفعالية البيولوجية للقاحات المنتجة.

وتمتد براعة خلايا HEK293 إلى إنتاج البروتينات المعقدة، بما في ذلك الأجسام المضادة وحيدة النسيلة والبدائل الحيوية التي تُستخدم في علاج السرطان وأمراض المناعة الذاتية وغيرها من الحالات المرضية. إن قدرتها على طي البروتينات وتعديلها بدقة تجعلها الخيار المفضل في صناعة إنتاج البروتين المؤتلف.

لماذا تُستخدم خلايا HEK293 في عملية نقل البروتين؟

التطهير هو عملية إدخال الأحماض النووية في الخلايا، وخلايا HEK293 قابلة بشكل خاص لهذه العملية. هناك العديد من الأسباب التي تجعل خلايا HEK293 مفضلة للتطهير:

1. كفاءة نقل عالية: تتمتع خلايا HEK293 بمعدل امتصاص عالٍ للحمض النووي الغريب، وهو ما يمكن أن يُعزى إلى قدرتها على التعبير عن جينات فيروسية معينة تسهل دخول الحمض النووي إلى الخلية.
2. نمو قوي: تنمو هذه الخلايا بسرعة ويسهل الحفاظ عليها نسبيًا، وهو أمر مفيد للتجارب التي تتطلب نتائج سريعة وموثوقة.
3. قابلية التكيف: يمكن زراعة خلايا HEK293 في مجموعة متنوعة من الظروف، بما في ذلك المزارع الملتصقة أو المعلقة مما يجعلها مناسبة لإنتاج البروتين على نطاق واسع.
4. خط الخلايا البشرية: كخط خلوي بشري، فهي توفر سياقًا بيولوجيًا أكثر صلة بالبيولوجيا البشرية، وهو أمر مهم بشكل خاص في الأبحاث العلاجية حيث تكون الاستجابة في الخلايا البشرية تنبؤية للنتائج في الجسم الحي.
5. تعدد الاستخدامات: فهي قادرة على إنتاج بروتينات ذات تعديلات معقدة بعد الترجمة، وهي ميزة ضرورية لوظائف العديد من البروتينات، وخاصة الأجسام المضادة العلاجية.

بروتوكول الاستزراع الفرعي HEK293

الكواشف المطلوبة

1. 1X محلول ملحي مخفف الفوسفات (PBS)
2. 10% تريبسين - بي بي إس
3. وسط النسر المعدل في دولبيكو المعدل (DMEM)

الإجراء

تحضير الخلايا

1. افحص خلايا HEK تحت المجهر للتأكد من أنها متكتلة بنسبة 90% تقريباً.
2. تنظيف محطة العمل باستخدام تقنيات التعقيم وتعقيم غطاء الدخان باستخدام الأشعة فوق البنفسجية.
3. مسح مساحة العمل بالإيثانول بنسبة 70%.
4. تسخين جميع الكواشف مسبقاً في حمام مائي بدرجة حرارة 37 درجة مئوية.

حساب الكسر المنقسم وكمية البذور

1. تحديد الكسر المقسّم، عادةً ما بين 1:5 إلى 1:20.
2. احسب حجم الماصة باستخدام المعادلة: Vp = (S) (Vd).

أحجام الوسائط وبروتوكولات التقسيم

بالنسبة لمزرعة الخلايا، تتطلب الأوعية المختلفة أحجام وسائط محددة ولها مناطق نمو فريدة. على سبيل المثال، تحتوي اللوحة المكونة من 6 خلايا على مساحة نمو تبلغ 4.67 سم^2 لكل بئر وتحتاج إلى حوالي 2.5 مل من الوسائط، في حين أن اللوحة ذات ال 100 مم تحتوي على مساحة نمو تبلغ 55 سم^2 وتتطلب 10 مل من الوسائط. تتضمن عملية تقسيم الخلايا إزالة الوسائط القديمة، والغسل باستخدام PBS، والحضانة باستخدام أكوتاز، والتحييد باستخدام DMEM، والطرد المركزي، وإعادة الإرسال في وسائط جديدة، ثم البذر في صفيحة جديدة. للاطلاع على الخطوات والنسب التفصيلية للأوعية الأخرى مثل قوارير 100 سم ^ 2 وأطباق 150 مم، يرجى الرجوع إلى المصدر الأصلي.

الأسئلة المتداولة حول خلايا HEK293

تُستخدم خلايا HEK293 على نطاق واسع في البحث العلمي، وهو ما يطرح بطبيعة الحال العديد من الأسئلة حول طبيعتها وأصلها وخصائصها. فيما يلي، نستكشف بعض هذه الاستفسارات الشائعة.