Buňky HEK293: Základní kámen moderního buněčného výzkumu a biotechnologie

Lidské embryonální ledvinové buňky 293(HEK293) jsou buněčnou linií lidských embryonálních ledvin, která si získala širokou popularitu ve vědecké komunitě díky své univerzálnosti a užitečnosti v široké škále výzkumných aplikací. Tato buněčná linie byla založena na počátku 70. let 20. století a od té doby se používá pro vývoj vakcín, výzkum rakoviny, testování léčiv a přenos signálů. Tento příspěvek na blogu se bude zabývat všemi aspekty buněčné linie HEK293, včetně jejího původu, informací o kultivaci, výhod a nevýhod, aplikací a zdrojů.

Buňky HEK293: Hek293: obecné informace a původ

Co jsou buňky HEK293?

Buňky HEK293 jsou buněčnou linií lidských embryonálních ledvin odvozenou z ledvinové tkáně elektivně ukončeného lidského embrya neznámého rodičovství. Buňky byly založeny nizozemským biologem Alexem Van der Ebem na počátku 70. let 20. století. Později je výzkumník Frank Graham imortalizoval pomocí transformace zkráceným adenovirem 5.

Zpočátku se zdálo, že transformace buněk je náročná. Po mnoha nepřetržitých snahách však došlo k růstu buněk z izolovaného jediného transformovaného klonu [1]. Transfekce buňky adenovirem 5 vedla k začlenění genů E1A a E1B do genomu buňky, což zabraňuje buněčné smrti a umožňuje hojnou produkci proteinů. Před imortalizací nebyly buňky fetální ledviny dostatečně charakterizovány, takže jejich přesný typ není znám.

Embryonální ledviny se skládají z endotelových, epitelových a fibroblastových buněk, takže buňky HEK 293 pravděpodobně patří k těmto buňkám. Nicméně mRNA a genové produkty naznačují, že se jedná o neuronální buňky. Je možné, že přidání Ad5 změnilo buněčný fenotyp a genovou expresi. Zajímavost: Označení "293" ve slově HEK293 odkazuje na 293. experiment provedený Grahamem.

Zábavný fakt: "293" v HEK293 odkazuje na 293. experiment provedený Grahamem.

Charakteristika buněk HEK293

• Morfologie
• Velikost buněk
• Genom a ploidie (počet chromozomů)

Buňky HEK293 mají tvar, který se podobá epitelovým buňkám. Embryonální ledviny se skládají převážně z fibroblastů, endoteliálních a epiteliálních buněk. Buňky 293 se tedy tvarem podobají jednomu z těchto typů buněk.

Velikost buněk HEK 293 se pohybuje mezi 11 a 15 µm, což může být ovlivněno kultivačními podmínkami. V kultuře se buňky mohou jevit jako zploštělé, pokud jsou pěstovány na povrchu, nebo zaoblené v suspenzi. Buňky HEK293 jsou hypotriploidní a přibližně 30 % buněk HEK293 má modální ploidii 64 chromozomů, ale některé buňky mají chromozomů ještě více. Buňky mají také tři kopie chromozomu X a 4kilobázový pár fragmentu adenoviru 5 integrovaný do chromozomu 19.

Srovnání buněčných linií HEK293 a HEK293T

Z rodičovských buněk HEK 293 bylo odvozeno mnoho derivátů, například běžné deriváty buněk 293 HEK293T a HEK293F. Buňky HEK293T jsou jedním z nejpoužívanějších derivátů a vznikly začleněním teplotně citlivého mutanta SV40 T-antigenu do původního genomu buněk HEK 293. Exprese T-antigenu umožňuje replikaci plazmidů s původem replikace SV40 při transfekci do buněk 293-T, což vede ke zvýšené produkci rekombinantních proteinů [2]. Další informace o derivátech buněčných linií HEK, včetně jejich vývoje a vlastností, naleznete v tomto přehledovém článku.

Základy kultivace buněk HEK293: Průvodce krok za krokem

Nákup buněk HEK293 pro vaše objevy

Pro svůj průlomový výzkum zvažte naše buňky HEK293, známé svou všestranností při studiu genové exprese a vývoji vakcín, a jejich deriváty, jako jsou HEK293T, HEK293 suspenzně adaptované, HEK293T/17, AAV-293 a 2V6.11. Objevte více a vylepšete své experimenty prozkoumáním naší nabídky produktů zde.

Buněčná linie HEK293 ve výzkumu a průmyslu

Použití buněk HEK293 je rozmanité a významné. Často se používají jako systém pro expresi a produkci rekombinantních proteinů. Vzhledem k jejich lidskému původu je pravděpodobnější, že proteiny produkované v těchto buňkách budou z hlediska struktury a funkce podobné svým přirozeným lidským protějškům, což je pro terapeutické aplikace zásadní.

Buňky HEK293 se navíc často používají při studiu funkce a regulace genů, protože snadno přijímají cizí DNA, což z nich činí vynikající model pro genetické manipulace. Tyto buňky také hrají zásadní roli při výrobě adenovirových vektorů, které se používají při genové terapii a vývoji vakcín, včetně rychlé tvorby vakcín pro COVID-19.

Výroba vakcín a proteinů: Buňky HEK 293 jsou vhodné pro rozsáhlou výrobu proteinů a terapeutických vakcín. Tato buněčná linie se dále používá k výrobě virových vektorů, jako jsou adeno asociované a adenovirové vektory. V poslední době se buňky HEK 293 používají k výrobě klíčového rekombinantního proteinu, erytropoetinu (EPO).

Testování léčiv: Buňky HEK293 se často používají k testování toxicity léčiv a přírodních produktů.

Výzkum rakoviny: buňky HEK 293 jsou nádorové a klíčové změny genové exprese mohou u této buněčné linie zhoršovat nádorové bujení. Buněčná linie 293 se proto často používá ve studiích rakoviny pro pochopení základních molekulárních mechanismů a pro vývoj léčiv.

Transfekční studie: Transfekce je proces zavádění nukleových kyselin do buněk a buňky HEK293 jsou pro tento proces obzvláště vhodné. Více o tomto tématu je vysvětleno níže.

Úloha HEK293 při výrobě vakcín a proteinů

Při výrobě vakcín se buňky HEK293 významně podílely na vývoji vakcín na bázi adenovirů. Jejich schopnost růstu v suspenzních kulturách umožňuje škálovatelné procesy, které jsou klíčové pro uspokojení globálních požadavků na vakcíny. Jejich lidský původ navíc poskytuje výhodu oproti jiným buněčným liniím, protože mohou provádět posttranslační modifikace podobné lidským, což zajišťuje biologickou účinnost vyráběných vakcín.

Všestrannost buněk HEK293 se rozšiřuje na výrobu komplexních proteinů, včetně monoklonálních protilátek a biosimilars, které se používají při léčbě rakoviny, autoimunitních onemocnění a dalších stavů. Jejich schopnost přesně skládat a modifikovat proteiny z nich činí preferovanou volbu v průmyslu výroby rekombinantních proteinů.

Proč se k transfekci používají buňky HEK293?

Transfekce je proces zavádění nukleových kyselin do buněk a buňky HEK293 jsou pro tento proces obzvláště vhodné. Existuje několik důvodů, proč jsou buňky HEK293 pro transfekci oblíbené:

1. Vysoká účinnost transfekce: Buňky HEK293 mají vysokou míru příjmu cizí DNA, což lze přičíst jejich schopnosti exprimovat určité virové geny, které usnadňují vstup DNA do buňky.
2. Robustní růst: Tyto buňky rychle rostou a poměrně snadno se udržují, což je výhodné pro experimenty, které vyžadují rychlé a spolehlivé výsledky.
3. Přizpůsobivost: Buňky HEK293 lze pěstovat za různých podmínek, včetně adherentních nebo suspenzních kultur, což je činí vhodnými pro rozsáhlou produkci proteinů.
4. Lidská buněčná linie: HEK29: Jako lidská buněčná linie poskytují relevantnější biologický kontext pro lidskou biologii, což je důležité zejména v terapeutickém výzkumu, kde reakce v lidských buňkách předpovídá výsledky in vivo.
5. Všestrannost: Jsou schopny produkovat proteiny s komplexními posttranslačními modifikacemi, což je vlastnost, která je nezbytná pro funkčnost mnoha proteinů, zejména terapeutických protilátek.

Protokol subkultury HEK293

Potřebná činidla

1. 1X fyziologický roztok s fosfátovým pufrem (PBS)
2. 10% trypsin-PBS
3. Dulbeccovo modifikované médium (DMEM)

Postup

Příprava buněk

1. Zkontrolujte buňky HEK pod mikroskopem, abyste se ujistili, že jsou asi z 90 % konfluentní.
2. Vyčistěte pracovní stanici pomocí aseptických technik a sterilizujte digestoř pomocí UV světla.
3. Pracovní prostor otřete 70% ethanolem.
4. Předehřejte všechna činidla ve vodní lázni o teplotě 37 °C.

Výpočet rozdělené frakce a množství osiva

1. Určete dělenou frakci, obvykle v poměru 1:5 až 1:20.
2. Vypočítejte objem pro pipetování podle vzorce: Vp = (S)(Vd).

Objem média a protokoly dělení

Pro kultivaci buněk vyžadují různé nádoby specifické objemy médií a mají jedinečné růstové oblasti. Například 6jamková destička má růstovou plochu 4,67 cm^2 na jamku a potřebuje přibližně 2,5 ml média, zatímco 100mm destička má růstovou plochu 55 cm^2 a vyžaduje 10 ml média. Proces dělení buněk zahrnuje odstranění starého média, promytí PBS, inkubaci s Accutase, neutralizaci DMEM, odstředění, resuspenzi v novém médiu a následný výsev na novou destičku. Podrobné kroky a poměry pro jiné nádoby, jako jsou 100 cm^2 baňky a 150 mm destičky, naleznete v původním zdroji.

Často kladené otázky o buňkách HEK293

Buňky HEK293 jsou předmětem širokého využití ve vědeckém výzkumu, což přirozeně vyvolává řadu otázek o jejich povaze, původu a vlastnostech. Níže se zabýváme některými z těchto častých dotazů.