Публикувано: 2023 г. | Последно актуализирано: май 2026 г.

Клетъчна линия HCT116: стълб в изследванията на колоректалния рак

Клетъчната линия HCT116 служи като крайъгълен камък в изследването на колоректалния рак, като предлага безценна информация за патогенезата на заболяването и потенциалните терапевтични пътища. Известна с полезността си в изследванията на рака и фармакологичните оценки, HCT116 улеснява ключови проучвания върху поведението на туморите и ефикасността на лекарствата.

Произход и основни характеристики на клетките HCT116

Разбирането на произхода и основните характеристики на клетките HCT116, като например техните морфологични особености, генетичен състав и клетъчни размери, е от съществено значение за изследователите, които започват проучвания с използване на тази клетъчна линия.

Произход и генетичен профил: Произхождащи от дебелото черво на 48-годишен мъж от кавказката раса, диагностициран с колоректален рак, клетките HCT116 се отличават с мутация в кодон 13 (G13D) на гена KRAS, част от сигналния път RAS/RAF/MEK/ERK. Тази конкретна мутация е от решаващо значение за онкогенната трансформация на тези клетки, което подчертава тяхната значимост в изследванията на рака.

Морфология и характеристики на растежа: Проявявайки епителиоподобна морфология, клетките HCT116 обикновено растат в монослойни култури, но могат също да образуват сфероиди с диаметри от 150-400 µm. Тази адаптивност в моделите на растеж подчертава тяхната гъвкавост в различни експериментални условия.

Хромозомен профил: Хромозомният състав на HCT116 клетките е почти диплоиден, като приблизително 70% от клетъчната популация притежава 45 хромозоми. Забележително е, че има повтаряща се амплификация в дългите рамена на хромозоми 8, 10, 16 и 17, докато хромозома Y липсва, което допринася за тяхната уникална геномна характеристика.

Сравнителен анализ: Клетъчни линии HCT116 срещу HT29

При сравняване на HCT116 с HT29, друга клетъчна линия на човешки колоректален карцином, се появяват ясни разлики в онкогенния им потенциал и способностите за диференциация:

Онкогенна агресивност и диференциация: Клетките HCT116 се характеризират с висока онкогенна агресивност и ограничен потенциал за диференциация, което ги прави модел за изучаване на агресивни туморни фенотипи. За разлика от тях, клетките HT29 проявяват способност да се диференцират в ентероцитоподобни и муцинопродуциращи линии, предоставяйки контрастен модел, който имитира разнообразни аспекти на биологията на колоректалния рак.

Това сравнително разбиране на клетъчните линии HCT116 и HT29 обогатява набора от инструменти, с които разполагат изследователите, като позволява по-нюансирани изследвания на многостранната природа на колоректалния рак.

Предимства на клетъчната линия HCT116

В тази секция се разглежда клетъчната линия HCT116, като се подчертава нейната ключова роля в изследванията на рака, особено в проучването на колоректалния рак, и се обсъждат нейните присъщи предимства.

Клетъчната линия HCT116 се отличава в изследванията на рака благодарение на няколко ключови предимства:

• Модел на колоректален рак: Тя служи като широко признат in vitro модел за колоректален рак, третият най-разпространен рак в световен мащаб. Нейната способност да имитира човешкия колоректален рак я прави безценна за разбирането на биологията на рака и тестването на терапевтични стратегии.

• Хомогенност: Забележително е, че около 70% от клетките HCT116 показват последователни генетични профили, предлагайки относително хомогенна популация. Тази еднородност е от решаващо значение за проучвания, фокусирани върху генната експресия, клетъчните сигнални пътища и оценката на ефикасността на лекарствените лечения, тъй като осигурява последователност и надеждност в експерименталните резултати.

• Ефективност на трансфекцията: Една от отличителните характеристики на HCT116 клетките е тяхната висока податливост към трансфекция, особено с вирусни вектори. Тази характеристика е особено полезна в изследванията в областта на генната терапия, като позволява въвеждането на генетичен материал с ефективност и прецизност, улеснявайки по този начин напреднали генетични манипулации и функционални изследвания.

Разширете своите открития с нашата сертифицирана клетъчна линия HCT116

Приложения на клетъчната линия HCT116 в научните изследвания

Клетъчната линия HCT116 има широк спектър от приложения в изследванията на рака. Някои от най-важните приложения са:

Биология на рака

Клетъчната линия HCT116 на рак на дебелото черво се използва за изучаване на прогресията и развитието на рака на дебелото черво. Освен това тя помага за разкриване на основните механизми и сигнални пътища, участващи в пролиферацията, миграцията и инвазията на рака. В едно проучване бяха използвани клетки HCT116 за изучаване на гени, участващи в развитието на лекарствена резистентност. Изследователите са предизвикали свръхекспресия на гена MDR1 в клетките на рак на дебелото черво и са наблюдавали експресията на изоформи на NOX (NADPH оксид) и Nrf2. Проучването е показало, че повишената експресия на NOX2 и Nrf2 води до химиорезистентност в раковите клетки; по този начин тези гени могат да бъдат използвани като мишени за преодоляване на развитието на резистентност по време на терапията на рака [1]. По същия начин, проучване, проведено през 2021 г., съобщава, че сигналният път NF-κB участва в регулацията на пролиферацията и миграцията на рака на дебелото черво. По този начин той може да бъде мишена за разработване на нови и ефективни терапевтични средства срещу колоректален карцином [2].

В областта на онкологията разбирането на сложните процеси на клетъчния цикъл, пролиферацията и растежа, както и апоптозата, е от основно значение. Тези биологични функции са от ключово значение при изследването на човешки клетъчни линии, особено тези, получени от злокачествени клетки, като например човешки клетки от рак на дебелото черво и модели на рак на панкреаса. Клетъчните линии HCT116 и SW620, например, са от ключово значение за изследването на механизмите, лежащи в основата на рака на дебелото черво и рака на панкреаса, съответно. Чрез техники като проточна цитометрия и клоногенни тестове изследователите могат да изяснят профилите на генната експресия и поведението на независими клетки в туморите, хвърляйки светлина върху това как ракът комуникира в рамките на екстрацелуларната матрица.

Ролята на апоптозата в прогресията на рака

Апоптозата, или програмираната клетъчна смърт, играе критична роля в поддържането на клетъчната хомеостаза и е ключова област на изследване в раковите изследвания. Разграничението между несвързана апоптоза и апоптоза, специфично индуцирана в контекста на рака, като смъртта на клетките при рак на дебелото черво, е от решаващо значение. Този процес не се състои само в елиминирането на клетки, а включва сложно взаимодействие на сигнали, които могат да повлияят на растежа на тумора и метастазирането. Чрез изследване на апоптозата и клетъчната смърт във връзка с супресорите на метастазите и активността на туморните супресори, учените могат да получат по-добро разбиране за пътищата, които регулират прогресията на рака и метастатичния потенциал.

Метастазите и молекулярните маркери при рака

Метастазите остават един от най-страховитите аспекти на рака, като хематогенните метастази са значителен проблем при разпространението на злокачествените клетки. Изследването на метастазите включва изучаване на способностите за движение и инвазия на раковите клетки, или клетъчната локомоция, и как клетките взаимодействат със заобикалящата ги среда, включително екстрацелуларната матрица. Молекулярни маркери като експресията на CD133 и рецепторът на епидермалния растежен фактор са от решаващо значение за идентифицирането и разбирането на поведението на положителните клетки на колоректалния карцином и други видове рак. Пътят SIRT6, например, се очертава като област на интерес поради потенциалната му роля в модулирането на туморния растеж и метастатичния колоректален рак.

Токсикология/разработване на лекарства

Клетъчната линия HCT116 се използва като скрининг модел за нови лекарства срещу рак. Проведени са няколко проучвания за оценка на ефикасността и токсичността на лекарствата срещу рак, включително природни продукти и химически синтезирани наночастици. В рамките на едно такова проучване е оценена цитотоксичността на синтезирани сребърни наночастици от екстракти на билковото лекарство Caesalpinia pulcherrima в клетки HCT116 [3]. В едно проучване изследователите използваха раковата клетъчна линия HCT116, за да оценят противораковия потенциал на водния екстракт от какаов чай. Те установиха, че екстрактът от какаов чай намалява пролиферацията на рака на дебелото черво и предизвиква клетъчна смърт [4]. В друго проучване, използващо ракови клетки HCT116, е установено, че екстрактите от въздушния картоф (Dioscorea bulbifera) проявяват проапоптотична активност в клетките на колоректалния карцином чрез активиране на JNK сигналната каскада и потискане на гена ERK1/2 [5].

Ефектите на метформин върху раковите клетки, особено в контекста на рака на дебелото черво и панкреаса, илюстрират как разбирането на биологичните функции на раковите клетки може да доведе до потенциални терапевтични стратегии. Изследванията върху клоногенното оцеляване, или способността за образуване на клони, на раковите клетки при лечение с агенти като метформин или насочени към специфични пътища като рецептора на епидермалния растежен фактор, могат да предоставят ценна информация за ефективни методи за лечение на рака. Освен това, използването на клони HCT116 и популации от HCT116 клетки в тези проучвания позволява по-нюансирано разбиране за това как раковите клетки реагират на различни терапевтични интервенции, проправяйки пътя за по-персонализирани подходи към лечението на рака.

Клетки HCT116: Изследователски публикации

В тази секция ще разгледаме няколко значими и най-цитирани скорошни публикации, посветени на клетъчната линия HCT116.

Проучване на цитотоксичността на синтезирани SnO2 наночастици, медиирани от семена на Piper nigrum, спрямо клетъчни линии на колоректален (HCT116) и белодробен рак (A549)

Това проучване беше публикувано в списанието Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology (2017). Изследователите използваха клетъчни линии на дебелочревен рак HCT116 и белодробен рак A549, за да оценят цитотоксичните ефекти на синтезирани от семена на Piper nigrum наночастици от калаен оксид.

Дългата некодираща РНК SNHG15 взаимодейства с и стабилизира транскрипционния фактор Slug и спомага за прогресията на рака на дебелото черво

Това проучване, публикувано в Cancer Letters (2018), предлага, че lncRNA SNHG15 насърчава миграцията на клетките на рак на дебелото черво в клетъчни линии на колоректален рак, включително HCT116.

Свръхекспресията на дългия некодиращ РНК TUG1 спомага за прогресията на рака на дебелото черво

Тази статия е публикувана в списанието Medical Science Monitor през 2016 г. Проучването установи, че онкогенната LncRNA TUG1 насърчава пролиферацията и миграцията на клетките на рак на дебелото черво HCT116.

Лекарствената резистентност предизвиква повишаване на експресията на ензими, произвеждащи H2S, в клетките на рак на дебелото черво HCT116

Това проучване, публикувано в списанието „Biochemical Pharmacology“ (2018 г.), предполага, че развитието на лекарствена резистентност повишава нивата на ензимите, произвеждащи H2S, в раковите клетки на дебелото черво HCT116.

Апоптотични и антипролиферативни ефекти на водния екстракт от Inula viscosa L. върху експресията на микроРНК в клетъчната линия HCT 116: in vitro проучване

Тази научна статия, публикувана в списанието „International Journal of Environmental Health Research“ (2023 г.), предлага, че екстрактът от Inula viscosa L. оказва противораков ефект върху колоректалните ракови клетки HCT116 чрез регулиране на микроРНК.

Ресурси за HCT116 клетки

По-долу са представени няколко ресурса за клетки HCT116.

• Трансфекция на HCT116: Това видео е стъпка по стъпка ръководство за трансфекция на раковите клетки HCT116.
• Култивиране на клетъчна линия HCT116: Това видео показва протокола за субкултивиране на клетъчната линия HCT116 за рак на дебелото черво.
• Субкултивиране на клетъчната линия HCT116: Този уебсайт съдържа много полезна информация за културалната среда HCT116. Освен това предоставя процедури за замразяване, размразяване и субкултивиране на клетки.

Често задавани въпроси за клетките HCT116

 Източници

1. Waghela, B.N., F.U. Vaidya и C. Pathak: Повишената експресия на NOX-2 и Nrf-2 спомага за резистентността към 5-флуороурацил в клетки от човешки колоректален карцином (HCT-116). Биохимия (Москва), 2021, 86, стр. 262-274.
2. Yang, M. и др., Астрагалин инхибира пролиферацията и миграцията на клетки от човешки колоректален карцином HCT116 чрез регулиране на сигналния път NF-κB. Frontiers in Pharmacology, 2021, 12: стр. 639256.
3. Deepika, S., C.I. Selvaraj и S.M. Roopan, Скрининг на биологичната активност на Caesalpinia pulcherrima L. swartz и цитотоксичността на екстракт от синтезирани сребърни наночастици върху клетъчната линия HCT116. Materials Science and Engineering, C, 2020, 106, стр. 110279.
4. Gao, X. и др., Чаят от какао (Camellia ptilophylla) предизвиква митохондриално-зависима апоптоза в клетките HCT116 чрез генериране на ROS и сигналния път PI3K/Akt. Food Research International, 2020, 129, стр. 108854.
5. Hidayat, A.F.A., et al., Dioscorea bulbifera индуцира апоптоза чрез инхибиране на ERK 1/2 и активиране на JNK сигнални пътища в човешки колоректални карциномни клетки HCT116. Biomedicine & Pharmacotherapy, 2018. 104: стр. 806-816.