Клетки HuH7: Врата към изследванията на хепатома и HCV

Клетъчната линия HuH7, получена от човешки хепатом, представлява имортализирана колекция от туморогенни епителиални клетки. Тази линия, заедно с нейните производни HuH7.5 и HuH7.5.1, служи като практически заместител на първичните хепатоцити в експериментален контекст. 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 прилагането ѝ в изследванията.

Клетъчната линия HuH7 е създадена от Sato, J и Nakabayshi, H през 1982 г., като е получена от високодиференцирана линия на хепатоцитен рак. Първоначално тя е получена от хепатоцелуларен карцином на 57-годишен японец. Характеризиращи се със способността си да произвеждат различни физиологично значими вещества, като албумин и алфа-фетопротеин, клетките HuH7 проявяват висока чувствителност към HCV инфекция, което ги прави подходящи за използване в HCV репликационни системи. Тази особеност прави клетъчната линия ценна за скрининг и разработване на анти-HCV терапии. Клетките HuH7 показват епително-подобна морфология с шестоъгълна форма и се придържат към повърхности, за да образуват 2D монослоеве по време на растежа. клетките HuH7 имат средно диаметър от 21,9 µm, с тенденция към по-голям, сплескан вид. Клетъчната линия HuH7 се характеризира с хетерогенен брой хромозоми, който обикновено варира между 55 и 63, което отразява генетичната изменчивост в рамките на клетъчната популация. Тази хетерогенност е следствие от селективния натиск, който се среща по време на клетъчното култивиране, и може да варира при различни лабораторни условия.

Сравнителен анализ: клетъчни линии HuH7 срещу HuH7.5

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

Култивиране на клетките HuH7: Основни протоколи за оптимален растеж

Клетките HuH7, които са неразделна част от множество научни изследвания, се нуждаят от точни условия за култивиране, за да се развиват. Този раздел разглежда основните аспекти на култивирането на клетки HuH7, като гарантира поддържането на физиологичната им значимост в научните изследвания.

Динамика на времето на удвояване

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

Характеристики на адхезията

Клетките на HuH7 образуват предимно двуизмерен монослой, който се залепва за повърхностите на плаки и колби, което подчертава, че те предпочитат стабилен физически субстрат пред суспензионните култури.

Оптимална плътност на посявката

Поддържането на конфлуентността на HuH7 клетките в диапазона 30-90 % е от решаващо значение за предотвратяване на спада в степента на пролиферация над 90 % конфлуентност. Субкултивирането с акутаза улеснява отделянето, което позволява посяването с плътност, съобразена с експерименталните нужди, варираща от оптимални (2×10⁴ клетки/cm²) до насищащи (6×10⁴ клетки/cm²) нива.

Хранителни изисквания

Модифицираната среда на Dulbecco's Eagle's Medium (DMEM) с високо съдържание на глюкоза и допълнена с 10% фетален говежди серум (FBS) осигурява идеална хранителна среда за клетките HuH7. Редовното подновяване на средата, в идеалния случай 2-3 пъти седмично, е от решаващо значение за устойчивото здраве на клетките.

Условия на средата

Овлажнен инкубатор, настроен на 5 % CO₂ и 37 °C, поддържа оптимално клетъчната култура HuH7, като симулира физиологични условия, благоприятни за клетъчните дейности.

Дългосрочно съхранение

За по-продължително съхранение клетките HuH7 трябва да се съхраняват в парната фаза на течен азот, като по този начин се запазва тяхната жизнеспособност за бъдещи изследвания.

Криосъхранение и възстановяване

Използването на техника за постепенно замразяване е от първостепенно значение за запазване на жизнеспособността на клетките по време на криоконсервацията. Клетките трябва да се суспендират в специално разработена среда за замразяване, като CM-1, което осигурява плавен преход към криогенно съхранение. При размразяване бързото, но внимателно съживяване на водна баня при 37 °C, последвано от центрофугиране за изхвърляне на замразяващата среда и ресуспендиране в свежа хранителна среда, е от съществено значение за възстановяване на клетъчните култури.

Съображения за биобезопасност

Препоръчва се спазването на протокол от ниво на биологична безопасност 1 за работа и размножаване на клетъчната линия HuH7, което съответства на стандартите за безопасност и етичност в лабораторни условия.

Като се придържат към тези щателно описани условия за култивиране, изследователите могат да осигурят стабилен растеж и физиологична значимост на клетките HuH7 в своите научни изследвания, проправяйки пътя към революционни открития в областта на изследванията на хепатома и вируса на хепатит С.

Изследвайте клетките HuH7 за вашите научни пробиви

HuH7 клетки: Предимства и недостатъци

Клетъчната линия HuH7 предлага едновременно предимства и ограничения. Нека разгледаме потенциалните предимства и недостатъци 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 човешки хепатомни клетъчни линии, клетъчната линия HuH7 може лесно да се отглежда без добавяне на серум; CLS обаче препоръчва да се използва RPMI 1640 с 10 % FBS и 2 mM L-глутамин. Клетките HuH-7 отделят растежен фактор, който подпомага растежа на клетките без серум.
• Гъвкавост на трансфекцията: Клетъчната линияHuH7 е широко използвана за трансфекция поради високата ѝ възприемчивост към HCV генома. Поради това тези клетки са от основно значение за скрининга и разработването на анти-HCV лекарства.
• Алтернатива на човешките хепатоцити: Клетъчната линия HuH7 е отличен заместител на човешките хепатоцити. Тя може да помогне на изследователите да проучат чернодробните преносители на лекарства и да разберат взаимодействието на определени лекарства с MRP (протеини, свързани с множествена лекарствена резистентност).
• Разработване на ксенографт модел на мишка: Клетките HuH7 са използвани за създаване на модел на клетъчна линия за ксенотрансплантация на мишки. Този животински модел може да предостави на изследователите ценни сведения за инхибиторите на протеинкиназите и противораковите терапии.
• Изследвания на рака: Клетъчната линия HuH7 е човешка клетъчна линия за рак на черния дроб, която помага на изследователите да провеждат изследвания на рака на черния дроб.

Ограничения на клетъчната линия HuH-7

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

Микробно замърсяване: Бактериалното замърсяване е най-често срещаният проблем при клетъчните култури. Когато настъпи инфекция, тя може да се различи по промяната на рН и мътността на хранителната среда. Сред бактериалното замърсяване обикновено не се забелязва замърсяване с микоплазма. То обаче бавно влияе върху 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. То 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 HuH-7 клетки

Тази клетъчна линия, получена от човешки хепатом, предлага многобройни приложения в научните изследвания. Тук описваме няколко изследователски области, в които се използва клетъчната линия HuH7.

1. Лекарствена резистентност: HuH7 е клетъчна линия на хепатоцелуларен карцином (HCC), която може да се използва за изследване на лекарствената резистентност към потенциални лечения на рак на черния дроб. В проучване, проведено през 2021 г., са използвани клетките HuH7, които експериментално са били направени резистентни към сорафениб, за разработване на нови и ефективни терапии, т.е. митохондриално акумулиращи се пептиди за самосглобяване.

2. Генетични прозрения и молекулярно профилиране чрез клетките HuH7: Различните клетъчни линии HuH7, включително различни производни и варианти, позволиха по-задълбочено разбиране на генната експресия и ролята на специфични геномни маркери при заболяванията. Техники като Раманова спектроскопия, застъпени от изследователи като Евгений Гладилин, бяха приложени към клетките HuH7 за молекулярно и клетъчно профилиране, разкривайки прозрения за клетъчния отговор на вирусната инфекция. Потенциалът на Рамановата спектроскопия, съчетан с методи като количествената протеомика, улесни изследването на клетъчните реакции на гостоприемника, включително интерфероновия отговор и промените в липидните капки, 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 поведението им в отговор на всяко лечение, като например в проучване, в което са използвани клетки HuH7, за да се изследва ефектът на съединението кемпферол върху модела на експресия на гените на MMP9 и пътя AKT. Тези пътища регулират метастазирането и инвазивността на хепатоцелуларния карцином. Друго неотдавнашно проучване също изследва ролята на гена на сигналната каскада Wnt/β-катенин за оцеляването и растежа на HCC клетките.

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

4. Клетки HuH7: Клетките HuH7 се превърнаха вкрайъгълен камък в изследването на вирусните инфекции и инфекциозните заболявания, особено на вируса на хепатит С (HCV) и взаимодействието им с коронавируси като SARS-CoV-2, отговорен за коронавирусната болест през 2019 г. (COVID-19). Разработването на експериментални системи за клетъчно култивиране на HCV (HCVcc), използващи клетки HuH7, значително разшири възможностите ни за изучаване на 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. Различните линии от клетки HuH7, включително сенилни и инфектирани варианти, осигуряват разнообразен панел за изследване на множествеността на инфекцията, вирусното размножаване и механизмите за инхибиране на вируси като SARS.

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

Публикации на HuH-7

Съществуват множество публикации, в които клетъчната линия HuH7 се използва за различни цели. Тук сме посочили няколко скорошни и значими публикации.

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

Това проучване е публикувано в Nature Scientific Reports през 2021 г. В проучването са използвани експериментално индуцирани сорафениб-резистентни хепатоцелуларни карциномни клетки (клетъчна линия HuH7), за да се изследват проапоптотичните и антитуморните ефекти на наскоро разработените Mito-FF (митохондриално-акумулиращи пептиди за самосглобяване).

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

Тази статия е публикувана в списание Environmental Toxicology от Po-Chung Ju и колегите му през 2021 г. В това проучване учените изследват антиметастатичния потенциал на съединение на растителна основа, кемпферол, срещу клетки на хепатоцелуларен карцином (HuH7). Освен това те са изследвали и сигналните пътища, регулиращи метастазирането и инвазията на клетките на чернодробния рак.

• Дафнетинът потиска оцеляването на клетките на хепатоцелуларния карцином чрез регулиране на сигналния път Wnt/β-катенин

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

• RGFP966 потиска туморния растеж и миграцията чрез инхибиране на експресията на EGFR в клетки на хепатоцелуларен карцином in vitro

В тази научна статия, публикувана в списанието Drug Design, Development, and Therapy, се описва ролята на EGFR сигнализацията в растежа и метастазирането на хепатоцелуларния карцином. В изследването са използвани клетки HuH7, за да се проучи инхибиторният ефект на RGFP966, инхибитор на хистон деацетилаза 3 (HDAC3), срещу HCC чрез потискане на гените от пътя на EGFR.

• Рениевият перренат (188ReO4) предизвиква апоптоза и намалява раковия фенотип в клетките на чернодробния рак

Тази публикация в списание Cells показва използването на клетки HuH7 при изследване на анти-HCC потенциала на радионуклид, т.е. рениев перренат.

• Антивирусна активност на хитозанови наночастици, капсулиращи куркумин, срещу вируса на хепатит С, генотип 4а, в човешки хепатомни клетъчни линии

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

Ресурси за HuH-7: Протоколи, видеоклипове и др

Има много налични ресурси за култивиране и поддържане на клетъчна линия HuH7. Тук ще се запознаете с наличните ресурси за обяснение на протоколи за култивиране на клетки и трансфекция за HuH7 и образователни видеоклипове.

Протоколи за клетъчно култивиране

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

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

• Протокол за култивиране на HuH7 клетки

Протоколи за трансфекция на HuH7

Клетките HuH7 се трансфектират по много начини. Следните ресурси предоставят голяма част от информацията относно протоколите за трансфекция, необходимите реактиви и химикали, полезни съвети и предпазни мерки.

Видеоклипове, свързани с клетъчната линия HuH7

Налични са много образователни видеоклипове за основните протоколи за субкултивиране, полагане на плаки и трансфекция и др.

• Пасиране на клетките: Основи на клетъчното култивиране: Това видео е посветено на основния протокол за култивиране на клетъчната линия.

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

Често задавани въпроси относно изследванията на клетъчни линии и вируси на HuH7