تاريخ النشر: 2023 | تاريخ آخر مراجعة: مايو 2026

خلايا HEK293: حجر الزاوية في الأبحاث الخلوية الحديثة والتكنولوجيا الحيوية

خلايا الكلى الجنينية البشرية 293 (HEK293) هي سلالة خلايا الكلى الجنينية البشرية التي اكتسبت شعبية واسعة في الأوساط العلمية بسبب تنوعها وفائدتها في مجموعة واسعة من التطبيقات البحثية. تم إنشاء خط الخلايا هذا في أوائل السبعينيات، ومنذ ذلك الحين تم استخدامه في تطوير اللقاحات، وأبحاث السرطان، واختبار الأدوية، ونقل الإشارات. ستستكشف هذه المدونة جميع جوانب خط الخلايا HEK293، بما في ذلك أصله، ومعلومات عن زراعته، ومزاياه وعيوبه، وتطبيقاته، والموارد المتاحة.

خلايا HEK293: معلومات عامة وأصل

ما هي خلايا HEK293؟

خلايا HEK293 هي خط خلايا كلى جنينية بشرية مشتقة من نسيج الكلى لجنين بشري تم إنهاء حمله اختيارياً من أباء مجهولين. تم إنشاء هذه الخلايا بواسطة عالم أحياء هولندي يدعى أليكس فان دير إيب في أوائل السبعينيات. تم لاحقًا جعلها خالدة من خلال تحويلها بفيروس أدينو 5 مقطوع بواسطة الباحث فرانك جراهام.

في البداية، بدا تحويل الخلايا أمراً صعباً. ولكن بعد العديد من الجهود المتواصلة، حدث نمو خلوي من نسخة محددة واحدة تم تحويلها [1]. أدى تحويل الخلية بفيروس الأدينو 5 إلى إدراج جينات E1A و E1B في جينوم الخلية، مما يمنع موت الخلية ويسمح بإنتاج البروتين بكثرة. قبل الخلود، لم يتم توصيف خلايا الكلى الجنينية بشكل كافٍ، لذا فإن نوعها الخلوي الدقيق غير معروف.

تتكون الكلى الجنينية من خلايا بطانية وظهارية وخلايا ليفية، لذا من المرجح أن تنتمي خلايا HEK 293 إلى هذه الخلايا. ومع ذلك، تشير منتجات الحمض النووي الريبي المرسال (mRNA) والجينات إلى أنها خلايا عصبية. من المحتمل أن إضافة Ad5 قد غيرت النمط الظاهري الخلوي والتعبير الجيني. حقيقة ممتعة: يشير الرقم "293" في HEK293 إلى التجربة رقم 293 التي أجراها جراهام.

حقيقة مثيرة للاهتمام: يشير الرقم "293" في HEK293 إلى التجربة رقم 293 التي أجراها جراهام.

خصائص خلايا HEK293

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

تتميز خلايا HEK293 بشكل يشبه الخلايا الظهارية. تتكون الكلى الجنينية بشكل أساسي من الخلايا الليفية والخلايا البطانية والخلايا الظهارية. وبالتالي، تشبه خلايا 293 أحد هذه الأنواع من الخلايا في الشكل.

يتراوح حجم خلايا HEK 293 بين 11 و15 ميكرومتر، وهو ما قد يتأثر بظروف الاستزراع. أثناء الاستزراع، قد تبدو الخلايا مسطحة عند نموها على سطح ما، أو مستديرة عند وجودها في حالة تعليق. خلايا HEK293 هي خلايا ثلاثية الصبغيات، وحوالي 30٪ من خلايا HEK293 لها صبغيات نموذجية تبلغ 64 كروموسومًا، لكن بعض الخلايا تحتوي على عدد أكبر من الكروموسومات. تحتوي الخلايا أيضًا على ثلاث نسخ من كروموسوم X وشظية من فيروس الأدينو 5 مكونة من 4 كيلوبايز أزواج مدمجة في الكروموسوم 19.

مقارنة بين خط الخلايا HEK293 و HEK293T

تم اشتقاق العديد من المشتقات من خلايا HEK 293 الأصلية، مثل مشتقات الخلايا 293 الشائعة HEK293T و HEK293F. تعد خلايا HEK293T واحدة من أكثر المشتقات استخدامًا، وقد تم إنشاؤها عن طريق دمج متحولة مستضد T SV40 الحساسة للحرارة في جينوم الخلية HEK 293 الأصلي. يسمح التعبير عن مستضد T بتكاثر البلازميدات ذات أصل تكاثر SV40 عند نقلها إلى خلايا 293-T، مما يؤدي إلى زيادة إنتاج البروتينات المؤتلفة [2]. لمزيد من المعلومات حول مشتقات خط الخلايا HEK، بما في ذلك تطورها وخصائصها، راجع هذه المقالة الاستعراضية.

أساسيات زراعة خلايا HEK293: دليل تفصيلي

الظروف

المعلومات

زمن مضاعفة الكتلة

يتراوح وقت مضاعفة خط الخلايا HEK293 بين 24 و45 ساعة، بمتوسط 30 ساعة.

المزارع الملتصقة أو المعلقة

يمكن زراعة خلايا HEK293 في كل من أشكال الالتصاق والتعليق. تنمو الخلايا الملتصقة كطبقات أحادية، بينما تنمو مزارع التعليق ككرات.

كثافة البذر

قم بتقسيم الخلايا عند بلوغ نسبة تراكب تبلغ 80-90% خلال مرحلة النمو. افصل الخلايا باستخدام Accutase وزرعها بكثافة تتراوح من 1 إلى 4 × 104 خلية/سم². ستتشكل طبقة متراكمة في غضون 4 أيام عند كثافة زرع تبلغ 1 × 104 خلية/سم².

وسط النمو

تنمو في وسط إيجل الأساسي الأدنى (EMEM) مع 2 مليمولار L-جلوتامين و 10٪ مصل جنيني بقري (FBS). قم بتغيير الوسط مرتين في الأسبوع.

ظروف النمو (درجة الحرارة، ثاني أكسيد الكربون)

يُحفظ في حاضنة مرطبة عند 37 درجة مئوية مع تزويد بنسبة 5٪ من ثاني أكسيد الكربون لتحقيق النمو الأمثل.

التخزين

قم بالتخزين في المرحلة البخارية أو السائلة من النيتروجين السائل للحفظ طويل الأمد. تجنب التخزين في مجمد عند درجة حرارة -80 درجة مئوية لأن ذلك قد يؤثر على قابلية الخلايا للحياة.

عملية التجميد والوسط

استخدم طريقة التجميد البطيء للحصول على أفضل حفظ. قم بالتجميد في وسط التجميد CM-1 أو CM-ACF المتوفر من CLS.

عملية الذوبان

قم بإذابة الخلايا المجمدة في حمام مائي بدرجة حرارة 37 درجة مئوية لمدة 1-2 دقيقة حتى يتبقى كتلة صغيرة من الجليد. انقل معلق الخلايا إلى أنبوب طرد مركزي وأضف وسط نمو مُسخّن مسبقًا وقم بالطرد المركزي لإزالة مكونات وسط التجميد. أعد تعليق حبيبات الخلايا في وسط جديد وقم بالزراعة في الظروف المثلى.

مستوى السلامة الحيوية

تتطلب خلايا HEK293 معالجة بمستوى السلامة الحيوية 1.

اشترِ خلايا HEK293 لدعم أبحاثك

لأبحاثك الرائدة، ضع في اعتبارك خلايا HEK293 الخاصة بنا، المعروفة بتنوعها في دراسات التعبير الجيني وتطوير اللقاحات، ومشتقاتها مثل HEK293T وHEK293 المكيفة للتعليق وHEK293T/17 وAAV-293 و2V6.11. اكتشف المزيد وعزز تجاربك من خلال استكشاف مجموعة منتجاتنا هنا.

سلسلة الخلايا HEK293 في مجال البحث والصناعة

تتنوع تطبيقات خلايا HEK293 وتتميز بأهميتها الكبيرة. فهي تُستخدم بشكل متكرر كنظام للتعبير عن البروتينات المُعاد تجميعها وإنتاجها. ونظرًا لأصلها البشري، فإن البروتينات التي تُنتج في هذه الخلايا تكون على الأرجح مشابهة لنظيراتها البشرية الطبيعية من حيث البنية والوظيفة، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات العلاجية.

علاوة على ذلك، غالبًا ما تُستخدم خلايا HEK293 في دراسة وظيفة الجينات وتنظيمها، حيث إنها تستقبل الحمض النووي الغريب بسهولة، مما يجعلها نموذجًا ممتازًا للتلاعب الجيني. تلعب هذه الخلايا أيضًا دورًا حاسمًا في إنتاج ناقلات الفيروسات الغدية، التي تُستخدم في العلاج الجيني وتطوير اللقاحات، بما في ذلك التوليد السريع للقاحات لفيروس كوفيد-19.

إنتاج اللقاحات والبروتينات: تعد خلايا HEK 293 مناسبة لتصنيع البروتينات واللقاحات العلاجية على نطاق واسع. كما تُستخدم سلالة الخلايا هذه لتوليد ناقلات فيروسية مثل الناقلات المرتبطة بالأدينو والناقلات الفيروسية الأدينوية. في الآونة الأخيرة، استُخدمت خلايا HEK293 لإنتاج بروتين مؤتلف مهم، وهو الإريثروبويتين (EPO).

اختبار الأدوية: تُستخدم خلايا HEK293 بشكل متكرر لاختبار سمية الأدوية والمنتجات الطبيعية.

أبحاث السرطان: خلايا 293 مسببة للأورام، ويمكن أن تؤدي التغيرات الحاسمة في التعبير الجيني إلى تفاقم تكوين الأورام في هذا الخط الخلوي. لذلك، يُستخدم خط الخلايا 293 بشكل متكرر في دراسات السرطان لفهم الآليات الجزيئية الكامنة وتطوير الأدوية.

دراسات التحويل الجيني: التحويل الجيني هو عملية إدخال الأحماض النووية إلى الخلايا، وخلايا HEK293 قابلة بشكل خاص لهذه العملية. يرد أدناه مزيد من الشرح حول هذا الموضوع.

دور HEK293 في إنتاج اللقاحات والبروتينات

في إنتاج اللقاحات، لعبت خلايا HEK293 دورًا أساسيًا في تطوير اللقاحات القائمة على الفيروس الغدي. تتيح قدرتها على النمو في مزارع المعلق عمليات قابلة للتوسع، وهو أمر محوري في تلبية الطلب العالمي على اللقاحات. بالإضافة إلى ذلك، يوفر أصلها البشري ميزة على سلالات الخلايا الأخرى، حيث يمكنها إجراء تعديلات ما بعد الترجمة تشبه تلك التي تحدث في البشر، مما يضمن الفعالية البيولوجية للقاحات المنتجة.

تمتد تعددية استخدامات خلايا HEK293 لتشمل إنتاج البروتينات المعقدة، بما في ذلك الأجسام المضادة أحادية النسيلة والبيولوجيات المماثلة، التي تُستخدم في علاج السرطان وأمراض المناعة الذاتية وحالات أخرى. إن قدرتها على طي البروتينات وتعديلها بدقة تجعلها الخيار المفضل في صناعة إنتاج البروتينات المؤتلفة.

لماذا تُستخدم خلايا HEK293 في عملية التحويل الجيني؟

التحويل الجيني هو عملية إدخال الأحماض النووية إلى الخلايا، وخلايا HEK293 قابلة بشكل خاص لهذه العملية. هناك عدة أسباب تجعل خلايا HEK293 هي المفضلة للتحويل الجيني:

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 ما يفيد في التجارب التي تتطلب نتائج سريعة وموثوقة.
3. القدرة على 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. سلالة الخلايا البشرية: باعتبارها سلالة خلايا بشرية، فإنها توفر سياقًا بيولوجيًا أكثر صلة بعلم الأحياء البشري، وهو أمر مهم بشكل خاص في الأبحاث العلاجية حيث تكون الاستجابة في الخلايا البشرية مؤشرًا على النتائج في الجسم الحي.
5. تعدد الاستخدامات: فهي قادرة على إنتاج بروتينات ذات تعديلات معقدة بعد الترجمة، وهي ميزة أساسية لوظائف العديد من البروتينات، خاصة الأجسام المضادة العلاجية. 

بروتوكول زراعة الخلايا الفرعية HEK293

المواد الكيميائية المطلوبة

1. محلول ملحي معادل بالفوسفات (PBS) 1X
2. 10% تريبسين-PBS
3. وسط إيجل المعدل من دولبيكو (DMEM)

الإجراء

تحضير الخلايا

1. افحص خلايا HEK تحت المجهر للتأكد من أنها متقاربة بنسبة 90٪ تقريبًا.
2. نظف محطة العمل باستخدام تقنيات معقمة وقم بتعقيم شفاط الدخان بالأشعة فوق البنفسجية.
3. امسح مساحة العمل باستخدام إيثانول بنسبة 70٪.
4. قم بتسخين جميع الكواشف مسبقًا في حمام مائي بدرجة حرارة 37 درجة مئوية.

حساب نسبة التقسيم وكمية البذور

1. حدد نسبة التقسيم، والتي تتراوح عادةً بين 1:5 و 1:20.
2. احسب حجم السحب باستخدام الصيغة: Vp = (S)(Vd).

أحجام الوسائط وبروتوكولات التقسيم

بالنسبة لزراعة الخلايا، تتطلب الأوعية المختلفة أحجامًا محددة من الوسائط ولها مناطق نمو فريدة. على سبيل المثال، تبلغ مساحة النمو في اللوحة ذات 6 حفر 4.67 سم^2 لكل حفرة وتحتاج إلى حوالي 2.5 مل من الوسط، في حين تبلغ مساحة النمو في اللوحة مقاس 100 مم 55 سم^2، وتحتاج إلى 10 مل من الوسط. تتضمن عملية تقسيم الخلايا إزالة الوسائط القديمة، والغسل باستخدام PBS، والتحضين باستخدام Accutase، والتحييد باستخدام DMEM، والطرد المركزي، وإعادة التعليق في وسائط جديدة، ثم البذر في لوحة جديدة. للحصول على الخطوات والنسب التفصيلية لأوعية أخرى مثل القوارير التي تبلغ مساحتها 100 سم^2 والأطباق التي يبلغ قطرها 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.