Buňky HaCaT – výzkum biologie kůže a kožních onemocnění
HaCaT buňky pocházejí z lidských epidermálních keratinocytů a běžně se používají k výzkumu epidermální homeostázy a souvisejících patologií. Tyto buňky jsou považovány za spontánně imortalizované lidské keratinocyty, což je pozoruhodné, protože pocházejí z normálních kožních keratinocytů, aniž by došlo ke krizi nebo zpomalení růstu. Tento jedinečný původ dává buňkám HaCaT soubor genetických a růstových vlastností, které se liší od jiných buněčných linií. Přestože vykazují transformovaný fenotyp in vitro s klonogenními vlastnostmi na agaru nebo plastu, buněčná linie HaCaT zůstává netumorigenní. Jako první stabilní epiteliální buněčná linie z dospělé lidské kůže, která vykazuje normální diferenciaci, jsou buňky HaCaT cenným nástrojem pro zkoumání regulace keratinizace v lidských buňkách. Tyto buňky mají široké spektrum použití díky své schopnosti účinně se množit a diferencovat in vitro.
- Růstové médium
- Viz stránka produktu
- Doba zdvojnásobení
- Viz stránka produktu
- Typ růstu
- Adherentní
- Úroveň biologické bezpečnosti
- BSL-1
- K dispozici u
- Cytion — Objednat HaCaT
- Vlastnosti buněk HaCaT
- Genetické vlastnosti a původ buněk HaCaT
- Jak izolovat buňky HaCaT v 5 jednoduchých krocích
- Aplikace buněk HaCaT
- Vybraná videa: Objevte svět buněk HaCaT
Charakteristiky buněk HaCaT
Buňky HaCaT lze kultivovat v podmínkách s nízkým obsahem vápníku a mají vřetenovitý tvar bez těsných spojů mezi buňkami, podobně jako primární buňky udržované za stejných podmínek. V normální epidermis se keratinocyty vyvíjejí z kmenových buněk v bazální vrstvě a postupují přes trnovou a granulární vrstvu, než dosáhnou rohovité vrstvy a odloupnou se do okolí. Tato přísně regulovaná rovnováha mezi proliferací a odlupováním vede k úplné obnově nebo změně každých 28 dní, což je složitý proces známý jako keratinizace. Tento proces je vysoce regulovaný a zahrnuje výrazné změny v genové expresi, strukturálním uspořádání a enzymatické aktivitě. Pro analýzu in vitro a in vivo musí buňky HaCaT zachovávat epidermální keratiny charakteristické pro diferencované vrstvy buněk lidské epidermis, které jsou nezbytné pro udržení strukturální integrity a odolnosti kůže. Ačkoli v buňkách HaCaT mohou docházet k postupným chromozomálním změnám, nemusí být spojeny s významnými problémy s diferenciací, ale naopak dokládají spontánní transformaci lidských dospělých keratinocytů in vitro.
Genetické vlastnosti a původ buněk HaCaT
Buňky HaCaT jsou spontánně imortalizovaná lidská keratinocytová buněčná linie pocházející z dospělé kůže, která představuje jedinečnou evoluční cestu. Tyto buňky vykazují mutace v obou alelách genu p53, což je typické pro mutace indukované UV zářením [3,4]. Navíc se předpokládá, že buňky HaCaT vznikly mutacemi tumor supresorového genu p53, následovanými ztrátou genů senescence [5].
Tumor supresorový gen p53, známý svou rolí v opravě DNA a jako strážce genomu, indukuje reakci lidské kůže na poškození DNA [4]. Bylo pozorováno, že buňky HaCaT částečně ztratily svůj ochranný mechanismus proti poškození DNA v důsledku in vivo mutace genu p53, což je činí náchylnými k hromadění cytogenetických změn v reakci na zvýšené teploty v kultuře. Dalším mechanismem imortalizace buněk HaCaT je zvýšená aktivita enzymu telomerázy [7]. V normálních buňkách se telomery s každým buněčným dělením neustále zkracují, až do dosažení buněčné senescence. Telomeráza je specializovaný buněčný enzymový komplex s aktivitou reverzní transkriptázy, který udržuje stabilní délku telomer. Naproti tomu buňky HaCaT vykazují výrazně zvýšenou aktivitu telomerázy, což vede k dobře udržované délce telomer. Tyto pozorování potvrzují roli telomerázy v procesu imortalizace buněk HaCaT.
Byly identifikovány tři specifické chromozomální translokace, které vedou ke ztrátě jedné kopie ramen chromozomů 3p, 4p a 9p, k získání 9q a k tvorbě izochromozomů. Ztráta krátkého ramene chromozomu 3p může vést ke ztrátě genů senescence a imortalizaci buněk HaCaT [8]. Buňky HaCaT jsou hypodiploidní a mají zřetelné a stabilní markerové chromozomy, které představují jejich monoklonální původ. Charakteristiky a původ buněčné linie HaCaT byly potvrzeny pomocí DNA fingerprintingu s hypervariabilními minisatelitními markery [3-6].
Jak sklízet buňky HaCaT v 5 jednoduchých krocích
- Odstraňte kultivační médium a opláchněte adhezivní buňky pomocí 3–5 ml PBS bez vápníku a hořčíku pro baňky T25 nebo 5–10 ml pro baňky T75.
- Přidejte 1–2 ml čerstvě připraveného 0,05% roztoku EDTA na každou baňku T25 nebo 2,5 ml na každou baňku T75, zajistěte, aby byl pokryt celý buněčný list, a inkubujte při 37 °C po dobu 10 minut.
- Přidejte 1 ml čerstvě připraveného roztoku trypsinu/EDTA (0,05 %/0,025 %) na každou baňku T25 nebo 2,5 ml na každou baňku T75 a opět zajistěte úplné pokrytí buněčného listu. Buňky by se měly uvolnit během 1–2 minut.
- Zastavte aktivitu trypsinu přidáním buněčného kultivačního média obsahujícího FBS.
- Rozdělte buňky do nových lahví obsahujících čerstvé buněčné kultivační médium.
Aplikace buněk HaCaT
Buňky HaCaT jsou cenným nástrojem pro studium keratinocytů [9]. Tyto nesmrtelné buňky fungují jako preneoplastické buňky a mohou poskytnout vhled do změn souvisejících s maligní a neoplastickou transformací [10]. Jednovrstvé kultury buněk HaCaT jsou nezbytné pro analýzu buněčné toxicity a hojení ran in vitro. Buňky HaCaT lze také použít k posouzení kožní toxicity způsobené různými činidly a neoplastickými nebo zánětlivými procesy. Lze je využít k analýze různých mechanismů kožních alergických reakcí, účinků reaktivních forem kyslíku a ozáření UV zářením. Po stimulaci se buňky HaCaT mohou diferencovat a exprimovat specifické diferenciační markery, jako jsou involucrin, K14 a K10. Buňky HaCaT se také běžně používají jako model pro studium patofyziologie epidermální homeostázy [6].
Buňky HaCaT si po transplantaci zachovávají schopnost obnovit strukturovanou epidermis in vivo, což vede k vytvoření vrstevnaté struktury epidermis, kterou lze přepínat mezi bazálním a diferencovaným stavem změnou koncentrace vápníku v médiu. Tyto buňky také umožňují charakterizaci několika biologických procesů, jako je jejich použití jako modelového systému pro vitamin D a metabolismus v kůži. Protože buňky HaCaT nejsou geneticky modifikované, poskytují nezaujatý pohled na široké spektrum počátečních genetických událostí v lidské kůži.
Vybraná videa: Objevování světa buněk HaCaT
„Migrace buněk HaCaT“: Toto video představuje proces migrace buněk HaCaT. Migrace buněk je nezbytným procesem pro různé biologické procesy, jako je hojení ran a metastázy rakoviny. Video demonstruje pohyb buněk HaCaT pod mikroskopem a poskytuje vizuální představu o tom, jak tyto buňky migrují. Je možné pozorovat aktivitu buněk při jejich pohybu z jednoho místa na druhé a video jasně ilustruje změny, ke kterým v buňkách během tohoto procesu dochází.
„Scratch Assay provedený na buňkách HaCaT“: Toto video představuje test Scratch Assay provedený na buňkách HaCaT. Scratch Assay je široce používaná technika ke studiu migrace buněk a v tomto případě se používá k analýze migrace buněk HaCaT. Video demonstruje proces vytvoření škrábance na povrchu misky s buněčnou kulturou, který je poté pozorován pod mikroskopem, jak buňky HaCaT migrují a postupem času mezeru uzavírají.
„Růst buněk keratinocytů HaCaT pro experimenty s hojením ran“: Toto video demonstruje proces růstu buněk keratinocytů HaCaT pro experimenty s hojením ran. Keratinocyty HaCaT jsou běžně používanou buněčnou linií ve studiích hojení ran.
„Diferenciace buněk HaCaT“: Toto video představuje nezbytné kroky k diferenciaci buněk HaCaT. Buňky HaCaT se mohou diferencovat do různých typů kožních buněk. Video demonstruje změny v buňkách HaCaT během jejich diferenciace a vizuálně znázorňuje různé markery a charakteristiky diferenciace. Proces diferenciace je zásadní pro normální fungování kůže a video zdůrazňuje různé fáze diferenciace, kterými buňky HaCaT procházejí.
Reference
- Angel P a Karin M: Úloha Jun, Fos a komplexu AP-1 v buněčné proliferaci a transformaci. Biochim Biophys Acta 1072:129-157, 1991 Argyris TS: Regulace hyperplastického růstu epidermis. Crit Rev Toxicol 9:151-200, 1981
- Baden HP, Kubilus J, Kvedar JC, Steinberg ML, Wolman SR: Izolace a charakterizace spontánně vzniklé dlouhověké linie lidských keratinocytů (NM-1). In Vitro Cell Dev Biol 23(3):205-13, 1987
- Lehmann TA, Modali R, Boukamp P, Stanek J, Bennett WP, Welsh JA, Metcalf RA, Stampfer MR, Fusenig NE, Rogan EM, Harriss CC: Mutace p53 v lidských imortalizovaných epiteliálních buněčných liniích. Carcinogenesis 14:833-839, 1993
- Ziegler A-M, Leffell DJ, Kunala S, Sharma HW, Gailani M, Simon JA, Halperin AJ, Baden HP, Shapiro PE, Bale AE, Brash DE: Mutace v genu p53 u nemelanomového kožního karcinomu způsobené slunečním zářením. Proc Natl Acad Sci USA 90:4216-4220, 1993
- Fusenig NE, Boukamp P. Vícefázový proces a genetické změny při imortalizaci, maligní transformaci a progresi nádoru u lidských kožních keratinocytů. Mol Carcinog. 1998;23(3):144-158.
- Harle-Bachor C, Boukamp P: Aktivita telomerázy v regenerativní bazální vrstvě epidermis lidské kůže a v nesmrtelných a z karcinomu odvozených kožních keratinocytech. Proc Natl Acad Sci USA 93:6476-81, 1996
- Colombo I, Sangiovanni E, Maggio R, et al. Buňky HaCaT jako spolehlivý in vitro diferenciační model pro analýzu zánětlivé/reparační reakce lidských keratinocytů. Mediators Inflamm. 2017;2017:7435621.
- Boukamp, P. et al. Normální keratinizace ve spontánně imortalizované aneuploidní lidské keratinocytové buněčné linii. J. Cell Biol. 106, 1996, 761–771.
- Gibbs, Graham: Analýza kvalitativních dat. Sada pro kvalitativní výzkum Sage. Londýn: Sage 978-0-7619-4980-0.
- Hedrick TE, Bickman L, Rog DJ. 1993. Návrh aplikovaného výzkumu: praktický průvodce. Sage: Londýn
- Boukamp P., Petrussevska R. T., Breitkreutz D., Hornung J., Markham A., Fusenig N. E. Normální keratinizace ve spontánně imortalizované aneuploidní lidské keratinocytové buněčné linii. Cell Biol. (1988); 106:761–771.