Клетки HuH7: врата към изследванията в областта на хепатома и ХВС

Клетъчната линия HuH7, получена от човешки хепатома, представлява иммортализирана колекция от туморогенни епителиоподобни клетки. Тази линия, заедно с нейните производни HuH7.5 и HuH7.5.1, служи като практичен заместител на първичните хепатоцити в експериментални условия. Тя се използва предимно в модели на клетъчни култури за изследване на инфекцията с вируса на хепатит С (HCV) и патофизиологията на хепатома.

Произход и характеристики на клетките HuH7

Разбирането на произхода, основните характеристики и оптималните условия за култивиране на клетъчната линия HuH7 е от съществено значение преди нейното приложение в научните изследвания.

Клетъчната линия HuH7 е създадена от Sato, J и Nakabayshi, H през 1982 г. и произхожда от силно диференцирана линия на рак на хепатоцитите. Първоначално е получена от хепатоцелуларен карцином при 57-годишен японски мъж. Характеризиращи се със способността си да произвеждат различни физиологично значими вещества, като албумин и алфа-фетопротеин, клетките HuH7 проявяват висока податливост към инфекция с HCV, което ги прави подходящи за използване в системи с HCV репликон. Тази характеристика прави клетъчната линия ценна за скрининг и разработване на терапевтични средства срещу HCV. Клетките HuH7 имат епителиоподобна морфология с шестоъгълна форма и се прилепват към повърхности, за да образуват двуизмерни монослоеве по време на растежа. Средно клетките HuH7 имат диаметър 21,9 µm и са с по-голям, сплескан вид. Клетъчната линия HuH7 се характеризира с хетерогенен брой хромозоми, обикновено вариращ между 55 и 63, което отразява генетичната вариабилност в рамките на клетъчната популация. Тази хетерогенност е следствие от селективния натиск, срещан по време на клетъчната култура, и може да варира при различни лабораторни условия.

Сравнителен анализ: клетъчни линии HuH7 и HuH7.5

Клетъчната линия HuH7.5, производна на HuH7, се различава предимно поради мисенс мутация в гена RIG-I (DDX58), който е от решаващо значение за вътреклетъчния антивирусен отговор. Тази мутация повишава толерантността на клетките HuH7.5 към репликацията на геномна и субгеномна РНК на HCV, което я отличава от родителската клетъчна линия HuH7 по отношение на нейната полезност във вирусологичните изследвания.

Култивиране на HuH7 клетки: основни протоколи за оптимален растеж

Клетките HuH7, които са неразделна част от множество научни изследвания, се нуждаят от прецизни условия на култивиране, за да процъфтяват. В тази секция се разглеждат основните аспекти на култивирането на клетки HuH7, като се гарантира поддържането на тяхната физиологична значимост в научните изследвания.

Динамика на времето за удвояване

Времето за удвояване на клетките HuH7 обикновено е 24 часа, въпреки че вариациите в средата за култивиране могат да удължат този период до 36-48 часа, което подчертава влиянието на условията на околната среда върху клетъчната пролиферация.

Характеристики на адхезията

Клетките HuH7 образуват предимно двуизмерен монослой, прилепвайки се към повърхностите на културалните плаки и колби, което подчертава тяхното предпочитание към стабилен физически субстрат пред суспензионни култури.

Оптимална плътност на засяване

Поддържането на конфлуентността на HuH7 клетките в диапазона 30-90% е от решаващо значение за предотвратяване на спад в скоростта на пролиферация при конфлуентност над 90%. Субкултивирането с Accutase улеснява отлепването, което позволява засяване при плътности, съобразени с експерименталните нужди, вариращи от оптимални (2×10⁴ клетки/cm²) до нива на насищане (6×10⁴ клетки/cm²).

Хранителни изисквания

Модифицираната среда на Дълбеко (DMEM) с високо съдържание на глюкоза и допълнена с 10% фетално телешко серум (FBS) осигурява идеална хранителна среда за клетките HuH7. Редовното подновяване на средата, идеално 2-3 пъти седмично, е от решаващо значение за поддържане на здравето на клетките.

Условия на средата

Овлажнен инкубатор, настроен на 5% CO₂ и 37°C, поддържа оптимално културата на HuH7 клетки, като симулира физиологични условия, благоприятни за клетъчната активност.

Дългосрочно съхранение

За продължително съхранение клетките HuH7 трябва да се съхраняват във фазата на пари на течен азот, което гарантира тяхната жизнеспособност за бъдещи изследвания.

Криоконсервация и възстановяване

Използването на техника за постепенно замразяване е от първостепенно значение за поддържане на жизнеспособността на клетките по време на криоконсервацията. Клетките трябва да бъдат суспендирани в специално разработена среда за замразяване, като CM-1, което гарантира плавен преход към криогенно съхранение. След размразяване, бързото, но внимателно съживяване във водна баня при 37 °C, последвано от центрофугиране за отстраняване на средата за замразяване и ресуспендиране в свежа среда за растеж, е от съществено значение за възстановяването на клетъчните култури.

Съображения за биологична безопасност

Препоръчва се спазването на протокол за биологична безопасност от ниво 1 при работа и размножаване на клетъчната линия HuH7, в съответствие с стандартите за безопасност и етика в лабораторни условия.

Следвайки тези подробно описани условия за култивиране, изследователите могат да гарантират стабилен растеж и физиологична релевантност на HuH7 клетките в своите научни изследвания, проправяйки пътя за революционни открития в изследванията на хепатома и вируса на хепатит С.

Изследвайте клетките HuH7 за вашите научни открития

Клетки HuH7: предимства и недостатъци

Клетъчната линия HuH7 предлага едновременно както предимства, така и ограничения. Нека разгледаме потенциалните плюсове и минуси на тази клетъчна линия, тъй като това може да ви помогне да решите дали е подходяща за вашите експерименти.

Предимства на клетъчната линия HuH7

Клетките HuH7 притежават много характерни особености, които ги правят привлекателни за използване в научни изследвания.

• Лесно размножаване: За разлика от други клетъчни линии на човешки хепатома, клетъчната линия HuH7 може лесно да се отглежда без добавяне на серум; въпреки това, CLS препоръчва използването на RPMI 1640 с 10% FBS и 2 mM L-глутамин. Клетките HuH-7 секретират растежен фактор, който помага на клетките да растат без серум.
• Гъвкавост при трансфекция: Клетъчната линия HuH7 се използва широко за трансфекция поради високата си възприемчивост към генома на HCV. Следователно тези клетки са от ключово значение за скрининг и разработване на лекарства срещу HCV.
• Алтернатива на човешките хепатоцити: Клетъчната линия HuH7 е отличен заместител на човешките хепатоцити. Тя може да помогне на изследователите да изучават чернодробните транспортери на лекарства и да разберат взаимодействието на определени лекарства с MRP (протеини, свързани с мултилекарствена резистентност).
• Разработване на миши модел с ксенографт: Клетките HuH7 са били използвани за създаване на миши модел с ксенографт, произхождащ от клетъчна линия. Този животински модел може да предостави ценна информация на изследователите относно инхибиторите на протеинкиназата и терапиите срещу рак.
• Изследвания на рака: Клетъчната линия HuH7 е клетъчна линия на човешки чернодробен рак, която помага на изследователите да провеждат проучвания на чернодробния рак.

Ограничения на клетъчната линия HuH-7

Има някои ограничения, свързани с култивирането на клетъчната линия HuH7.

Микробно замърсяване: Бактериалното замърсяване е най-честият проблем при клетъчната култура. Когато възникне инфекция, тя може да се разпознае чрез промяната на рН и мътността на културалната среда. Сред бактериалните замърсявания, замърсяването с микоплазма обикновено не е очевидно. Въпреки това, то бавно засяга морфологията, генната експресия и други характеристики на клетъчната линия.

Период на култивиране: Въпреки че клетъчната линия HuH7 е безсмъртна, превишаването на периода на култивиране може постепенно да повлияе на здравето на клетките. Това може да повлияе на скоростта на пролиферация и генната експресия, което може да намали възпроизводимостта на резултатите. За клетъчната линия HuH7 броят на пасажите трябва да се поддържа под 20–25.

Приложения на клетките HuH-7

Тази клетъчна линия, получена от човешки хепатома, предлага много приложения в научните изследвания. Тук описваме няколко области на изследване, в които се използва клетъчната линия HuH7.

1. Лекарствена резистентност: HuH7 е клетъчна линия от хепатоцелуларен карцином (HCC), която може да се използва за изучаване на лекарствената резистентност срещу потенциални лечения на рак на черния дроб. В проучване, проведено през 2021 г., бяха използвани клетки HuH7, които експериментално бяха направени резистентни към сорафениб, за разработване на нови и ефективни терапевтични средства, а именно самосглобяващи се пептиди, натрупващи се в митохондриите.

2. Генетични прозрения и молекулярно профилиране чрез клетки HuH7: Различните клетъчни линии HuH7, включително различни производни и варианти, са позволили по-задълбочено разбиране на генната експресия и ролята на специфични геномни маркери при заболяването. Техники като Рамановата спектроскопия, подкрепяна от изследователи като Евгений Гладилин, са били приложени към HuH7 клетки за молекулярно и клетъчно профилиране, разкривайки информация за клетъчния отговор към вирусната инфекция. Потенциалът на Рамановата спектроскопия, комбиниран с методи като количествената протеомика, улесни изследването на реакциите на клетките-гостоприемници, включително интерфероновата реакция и промените в липидните капчици, които са от решаващо значение за разбирането на репликацията на HCV и ефекта на SARS. Експресията на различни онкогенни маркери може да бъде изследвана, за да се разбере тяхното поведение в отговор на всяко лечение, като например в проучване, което използва HuH7 клетки за изследване на ефекта на съединението кемпферол върху модела на експресия на гените на MMP9 и AKT пътя. Тези пътища регулират метастазирането и инвазивността на хепатоцелуларния карцином. Друго скорошно проучване също изследва ролята на гена на сигналната каскада Wnt/β-катенин в оцеляването и растежа на HCC клетки.

3. Разработване на лекарства: Клетките HuH7 се използват широко в проучвания за скрининг и разработване на лекарства срещу рак на черния дроб. Проведени са множество проучвания за изследване на инхибиторния потенциал на много растителни екстракти, растителни съединения, наночастици и други терапевтични средства срещу HCC. Проучване, проведено през 2022 г., изследва проапоптотичните и противоракови свойства на радионуклид срещу хепатоцелуларен карцином, използвайки клетъчна линия HuH7.

4. Клетки HuH7: Фокусна точка във вирусните изследвания и клетъчния анализ Клетките HuH7 са се превърнали в крайъгълен камък в изучаването на вирусните инфекции и инфекциозните заболявания, по-специално вируса на хепатит С (HCV) и техните взаимодействия с коронавируси като SARS-CoV-2, отговорен за коронавирусното заболяване 2019 (COVID-19). Разработването на експериментални системи за клетъчна култура на HCV (HCVcc) с използване на HuH7 клетки значително подобри способността ни да изучаваме сложния процес на репликация на HCV и факторите на гостоприемника, които са от съществено значение за инфекцията с HCV. Това включва изследване на ефективността на репликацията на HCV РНК и производството на инфекциозни вириони. Отделните линии от HuH7 клетки, включително стареещи и инфектирани варианти, предоставят разнообразен набор за изследване на множествеността на инфекцията, разпространението на вируса и механизмите за инхибиране срещу вируси като SARS.

В обобщение, изследването на HuH7 клетки обхваща широк спектър от научни изследвания, от молекулярните механизми, лежащи в основата на вирусните инфекции, до подробните клетъчни реакции, предизвикани от тези патогени. Чрез призмата на изследванията върху HuH7 научната общност продължава да разкрива сложната динамика на взаимодействията между гостоприемника и вируса, допринасяйки за напредъка на антивирусните стратегии и за нашето разбиране на клетъчните детерминанти при вирусните заболявания.

Публикации за HuH-7

Има множество публикации, използващи клетъчната линия HuH7 за различни цели. Тук сме споменали няколко скорошни и значими публикации.

• Приложение на самосглобяващи се пептиди, насочени към митохондриите, като ново лечение за резистентни към сорафениб клетки на хепатоцелуларен карцином.

Това проучване беше публикувано в Nature Scientific Reports през 2021 г. В проучването са използвани експериментално индуцирани сорафениб-резистентни клетки на хепатоцелуларен карцином (клетъчна линия HuH7) за изследване на проапоптотичните и антитуморни ефекти на наскоро разработените Mito-FF (самосглобяващи се пептиди, натрупващи се в митохондриите).

• Кемпферол инхибира клетъчната миграция на човешките хепатоцелуларни карциномни клетки чрез потискане на MMP-9 и Akt сигнализацията

Тази статия беше публикувана в списанието „Environmental Toxicology“ от По-Чунг Джу и колеги през 2021 г. В това проучване изследователите изследваха антиметастатичния потенциал на растителния съединение кампферол срещу клетки на хепатоцелуларен карцином (HuH7). Освен това те проучиха и сигналните пътища, регулиращи метастазирането и инвазията на раковите клетки на черния дроб.

• Дафнетин инхибира оцеляването на клетките на хепатоцелуларен карцином чрез регулиране на сигналния път Wnt/β-катенин

Тази статия беше публикувана в списанието Drug Development Research през 2022 г. Това проучване обяснява противораковата роля на съединението дафнетин срещу ХЦК. Това съединение от растителен произход инхибира Wnt/β-катенин сигнализацията, за да ограничи растежа на раковите клетки.

• RGFP966 потиска растежа и миграцията на тумора чрез инхибиране на експресията на EGFR в клетките на хепатоцелуларния карцином in vitro

Тази научна статия, публикувана в списанието „Drug Design, Development, and Therapy“, описва ролята на EGFR сигнализацията в растежа и метастазирането на хепатоцелуларния карцином. В проучването са използвани HuH7 клетки за изследване на инхибиторния ефект на RGFP966, инхибитор на хистон деацетилаза 3 (HDAC3), срещу ХЦК чрез потискане на гените от EGFR пътя.

• Рениев перхенат (188ReO4) индуцира апоптоза и намалява раковия фенотип в клетките на рак на черния дроб

Тази публикация в списанието Cells посочва използването на HuH7 клетки при изследването на анти-HCC потенциала на един радионуклид, а именно рениев перхенат.

• Антивирусна активност на наночастици от хитозан, капсулиращи куркумин, срещу генотип 4a на вируса на хепатит С в клетъчни линии на човешки хепатома

Това проучване е публикувано в International Journal of Nanomedicine. В проучването са използвани HuH7 клетки за изследване на антивирусната активност на наночастици от хитозан, съдържащи куркумин, срещу генотип 4a на HCV.

Ресурси за HuH-7: протоколи, видеоклипове и др.

Има много ресурси, достъпни за култивиране и поддържане на клетъчната линия HuH7. Тук ще научите за наличните ресурси, обясняващи протоколите за култивиране и трансфекция на клетки за HuH7, както и за образователни видеоклипове.

Протоколи за клетъчна култура

Следните ресурси могат да ви помогнат да започнете с култивирането и поддържането на HuH7.

• Информация и ресурси за клетъчна култура HuH-7: Този уебсайт съдържа много полезна информация, включително протокол за субкултивиране на клетъчната линия HuH7, нейното съхранение и работа с нея.

• Протокол за култивиране на клетки HuH7

Протоколи за трансфекция на HuH7

Клетките HuH7 се трансфектират по много начини. Следните ресурси предоставят голямо количество информация относно протоколите за трансфекция, необходимите реагенти и химикали, полезни съвети и предпазни мерки.

Видеоклипове, свързани с клетъчната линия HuH7

Има много образователни видеоклипове за основните протоколи за субкултивиране, засяване и трансфекция и др.

• Пасиране на клетки: Основи на клетъчната култура: Това видео е за основния протокол за култивиране на клетъчната линия.

Надяваме се, че информацията, предоставена в тази статия, ще ви помогне да придобиете основни и напреднали познания за клетъчната линия HuH7, преди да започнете работа с нея. Ако искате да използвате тези клетки в изследователската си работа, можете да ги поръчате от нас.

Често задавани въпроси относно клетъчната линия HuH7 и изследванията върху вирусите