Buňky PC-12 - Vliv buněk PC-12 v neurobiologickém a nervovém výzkumu
PC-12 je imortalizovaná linie nervových buněk na bázi potkanů, která se používá v neurobiologickém výzkumu. Je cenným výzkumným nástrojem pro studium diferenciace a proliferace nervových buněk. Kromě toho vědci využívají tyto buňky ke studiu nervové fyziologie, buněčných signálních drah a neurotoxicity. Kromě toho se využívají také při testování a vývoji léčiv.
Obecné informace a původ buněčné linie PC-12
Před zahájením práce s buněčnou linií je zásadní porozumět jejím obecným vlastnostem a původu. Tato část vám pomůže dozvědět se důležité informace o buněčné linii PC12. Zde se dozvíte: Co je buněčná linie PC12 u feochromocytomu? Jak se diferencují buňky PC12? Jaký je původ PC12? Jaká je velikost buňky PC12?
- Neuronální buňky PC12 jsou podobné primární kultuře fetálních neuronů. Byly získány z feochromocytomu dřeně nadledvin potkana. Tyto buňky jsou embryonálního původu a připomínají směs eozinofilních a neuroblastických buněk [1].
- Buňky PC12 fungují jako katecholaminové buňky. Syntetizují, skladují a vylučují dopamin a noradrenalin.
- Buňky feochromocytomu (PC12) mají průměr 10 až 12 µm.
- Buňky PC-12 mají polygonální morfologii.
- Buňky PC-12 mají homogenní a téměř diploidní počet chromozomů (n=40).
Kultivace buněk PC-12
Neuronální model buněčné linie PC12 je široce používán v neurovědním výzkumu. Měli byste znát následující důležité body, které vám usnadní její snadnou a efektivní kultivaci. Tato část bude obsahovat médium PC-12, dobu zdvojení, hustotu výsevu, protokoly a podmínky kultivace buněk.
Klíčové body pro kultivaci buněk PC-12
|
Doba zdvojení populace: |
Doba zdvojení PC-12 je přibližně 40 hodin. |
|
Adherentní nebo v suspenzi: |
Neuronální buňky PC12 rostou v malých shlucích v suspenzi. Špatně adherují k nepotaženým povrchům a vytvářejí skvrny na kolagenu. |
|
Hustota výsevu: |
Hustota výsevu buněk buněčné linie PC 12 se udržuje na hodnotě 1 x104 buněk/cm2. Pro suspenzi se buňky ze substrátu odstraní pipetováním s čerstvým kultivačním médiem. Pro získání jednotlivých buněk se buňky propíchnou jehlou 22 a přelijí se do nových baněk. V případě buněk pěstovaných na kolagenu se buňky promyjí PBS a inkubují v pasážovacím roztoku (TrypleExpress) po dobu 10 minut. Poté přidejte čerstvé médium a buňky odstřeďte. Poté opatrně resuspendujte pelety a buňky rozpusťte do kultivační nádoby. |
|
Růstové médium: |
Ke kultivaci buněčné linie PC 12 se používá RPMI 1640 obsahující 10 % fetálního hovězího séra, 2,1 mM stabilního glutaminu a 2,0 g/l NaHCO3. Médium se obnovuje 2 až 3krát týdně. |
|
Růstové podmínky: |
Kultura PC-12 se udržuje ve zvlhčeném inkubátoru o teplotě 37 °C s přívodem 5 % CO2. |
|
Skladování: |
Buňky PC-12 se skladují v plynné fázi kapalného dusíku nebo při teplotě nižší než -150 °C, aby se zachovala dlouhodobá životaschopnost buněk. |
|
Proces zmrazování a médium: |
Pro zmrazení buněk PC12 se používá CM-1 nebo CM-ACF. Používá se metoda pomalého zmrazování, která umožňuje pokles teploty o 1 °C. Tím se zabrání jakémukoli šoku buněk a zachová se jejich životaschopnost. |
|
Postup rozmrazování: |
Zmrazené buňky PC-12 se rozmrazují ve vodní lázni o teplotě 37 °C. Poté se buňky doplní čerstvým médiem a odstředí. To pomáhá odstranit prvky zmrazovacího média. Shromážděné buňky se resuspendují a dávkují do baňky obsahující čerstvé růstové médium. Obnova zmrazení trvá téměř 24 hodin. |
|
Úroveň biologické bezpečnosti: |
Pro kultivaci neuronálních buněk PC12 je nutná laboratoř s úrovní biologické bezpečnosti 1. |
Buněčná linie PC-12: Výhody a omezení
Buněčná linie PC-12 má některé odlišné vlastnosti, které ji odlišují od jiných neuronálních buněčných linií. Tento oddíl se bude zabývat výhodami a omezeními spojenými s použitím této buněčné linie ve výzkumu.
Výhody
- Snadná kultivace: Buňky PC-12 jsou robustní a relativně snadno se kultivují, což je činí dostupnými pro různá laboratorní prostředí a výzkumné účely.
- Neuronální diferenciace: Lze je indukovat k diferenciaci na buňky podobné neuronům, což slouží jako vynikající model pro studium nervového vývoje, diferenciace a procesů souvisejících s neurogenezí.
- Všestrannost ve výzkumu: Buňky PC-12 se používají v široké škále neurobiologických studií, včetně studií neurotoxicity, neuroprotekce a mechanismů neurodegenerativních onemocnění.
- Vysoká účinnost transfekce: Vykazují vysokou účinnost transfekce, což usnadňuje genetickou manipulaci a činí je vhodnými pro studie zahrnující genovou expresi a funkci.
Omezení
- Není lidského původu: Jejich nehumánní původ omezuje jejich použitelnost v určitých oblastech výzkumu specifických pro člověka a nemusí plně reprezentovat lidskou nervovou fyziologii.
- Heterogenita: Po diferenciaci mohou buňky PC-12 vykazovat značnou heterogenitu v morfologii a funkci, což může komplikovat interpretaci experimentálních výsledků.
- Konečná délka života: Buňky PC-12 se sice relativně snadno kultivují, ale jejich životnost je omezená, což může představovat problém pro dlouhodobé experimenty.
Buněčná linie PC-12: Všestranný nástroj v neurobiologickém a onkologickém výzkumu
Buněčné linie PC12, pocházející z potkaního feochromocytomu, hrají klíčovou roli v neurobiologickém výzkumu a jsou uznávány pro své charakteristické projevy neuronů, jako je růst neuritů v reakci na nervový růstový faktor (NGF). Všestrannost buněk PC12 se v neurobiologii hojně využívá ke zkoumání nervové diferenciace, reakcí na neurotrofické faktory a hodnocení neurotoxicity. Tento jedinečný sklon k diferenciaci na buňky podobné neuronům po vystavení NGF z nich činí nepostradatelný přínos pro výzkumníky, kteří se zabývají složitostí nervového systému.
Neuroregenerace a diferenciace buněk
Zajímavá je studie zkoumající vliv kmenových buněk zubní dřeně a od nich odvozených faktorů na diferenciaci, přežívání a expanzi buněk PC12, která odhalila slibné cesty pro neuroregeneraci [3]. Jiné šetření upozornilo na osteokalcin, protein pocházející z kostí, který je známý svou schopností vázat vápník, jako na promotor přežití, proliferace a diferenciace buněk PC12 [4], což zdůraznilo potenciál tohoto proteinu při zvyšování vlastností neuronů.
Screening léčiv a neuroprotekce
Využitelnost buněk PC12 se rozšiřuje na screening léčiv, zejména pro hodnocení neuroprotektivních a neurodegenerativních sloučenin, což představuje kritickou fázi při hledání nových způsobů léčby neurodegenerativních onemocnění. Například výzkum zdůraznil neuroprotektivní vlastnosti α-bisabololu na modelu Parkinsonovy choroby využívajícím buňky PC12, což dokazuje schopnost α-bisabololu zmírňovat amyloidogenezi a apoptózu a zároveň modulovat neurotoxické účinky amyloidu beta [5].
Buněčná transformace a neuronové sítě
Proces diferenciace buňky PC-12 na entitu podobnou neuronu začíná s NGF, klíčovým proteinem nezbytným pro růst a přežití neuronů. Vystavení buněk PC-12 působení NGF aktivuje komplexní intracelulární dráhy a vytváří tak základ pro jejich transformaci. Tato metamorfóza je postupným odhalováním buněčného potenciálu, pozorovatelným pod mikroskopem, kdy buňky prodlužují neurity a vytvářejí spojení podobná neuronálním sítím.
Morfologické změny a neuronální fenotyp
Diferenciace způsobuje významné morfologické a funkční proměny buněk PC-12. Z původní kulaté nebo mírně protáhlé formy rostoucí v suspenzi nebo jako adherentní monovrstva se po působení NGF začnou projevovat prodlouženými neurity, což znamená hluboký posun směrem k neuronálnímu fenotypu. Tyto neurity jsou klíčové pro buněčnou komunikaci a interakci a odrážejí propojení, které je vlastní neuronálním tkáním.
Výzkum rakoviny a buněčné mechanismy
Ve výzkumu rakoviny má neuronální model, který nabízejí buňky PC12, význam vzhledem k jejich nádorovému původu. Tyto buňky jsou užitečné při zkoumání mechanismů proliferace, invaze a migrace nádorových buněk. Studie z roku 2020 se zabývala vlivem extraktu z Ferula assa-foetida na proliferaci buněk PC12 a osvětlila jeho potenciální terapeutické využití [7].
Výzkum mrtvice a neuroprotektivní strategie
Buňky PC12 ADH, varianta přiléhající ke kultivačním povrchům, navíc umožňují hloubkovou analýzu morfologie buněk a jejich reakcí na podněty, jako je například deprivace kyslíku a glukózy, a slouží tak jako základní model pro výzkum mrtvice a hodnocení neuroprotektivních látek. Rychlá doba zdvojení buněk PC12, která se pohybuje od 24 do 48 hodin, podtrhuje jejich účinnost v dynamických studiích, kde je rozhodující rychlost proliferace buněk.
Závěrečné poznámky k aplikacím buněk PC12
Buňky PC12 a jejich deriváty v podstatě představují univerzální model pro širokou škálu výzkumných aplikací zahrnujících neurobiologii, objevování léčiv a studie rakoviny. Každá z těchto aplikací nabízí zásadní poznatky o buněčných reakcích, které otevírají cestu k terapeutickým inovacím a prohlubují naše chápání složitých biologických procesů.
Získejte robustní a univerzální buněčnou linii PC-12: Ideální pro výzkum neuronů a snadnou kultivaci
Významný výzkum využívající buňky PC-12
Buňky PC-12, odvozené z feochromocytomu nadledvin potkana, jsou široce používaným modelem v neurobiologii a nabízejí poznatky o nervové diferenciaci, neurotoxicitě a dalších aspektech. Zde je několik významných studií s těmito buňkami:
- Fenylester kyseliny kávové (CAPE) a neuroprotekce u buněk PC-12: Tento výzkum z roku 2017 v časopise Neurotoxicity Research zkoumá, jak může CAPE zmírnit neurotoxicitu vyvolanou cisplatinou v buňkách PC-12, což naznačuje potenciální terapeutický přístup k periferní neuropatii
- Neuroprotektivní účinky krilového oleje na buňky PC-12: Tato studie, publikovaná v časopise Nutrition Research v roce 2018, zkoumá neuroprotektivní vlastnosti krilového oleje proti toxicitě vyvolané metamfetaminem v buňkách PC-12 a zdůrazňuje jeho potenciál v boji proti oxidačnímu stresu a apoptóze
- Extrakt z květů Apios Americana Medik a neurotoxicita buněk PC-12: Tento článek z roku 2019 věnovaný potravinářské a chemické toxikologii ukazuje, jak může extrakt z květů Apios Americana Medik chránit buňky PC-12 před poškozenímvyvolanýmH2O2 prostřednictvím modulace procesů autofagie
- Angiotensin II's Role in Autophagy and Apoptosis in PC-12 Cells (Úloha angiotensinu II v autofagii a apoptóze v buňkách PC-12): Tato studie z roku 2019 v časopise Brain Research se zabývá tím, jak může angiotenzin II spouštět autofagii a apoptózu v buňkách PC-12, což představuje model pro výzkum Alzheimerovy choroby
- Hodnocení toxicity nanočástic glycerolmonooleátu v buňkách PC-12: Tento výzkum, který byl v roce 2018 představen v časopise International Journal of Pharmaceutics, hodnotí toxicitu nanočástic glycerolmonooleátu a poskytuje pohled na jejich bezpečnostní profil pro nervové aplikace
Komplexní zdroje pro výzkum buněk PC-12
Získejte přístup k různým zdrojům pro důkladné pochopení a manipulaci s buňkami PC-12, které zahrnují techniky kultivace buněk, diferenciační protokoly a další:
- Průvodce diferenciací buněk PC-12: Tento článek poskytuje důkladný přehled protokolu diferenciace buněk PC-12 pomocí NGF, včetně metodik pro testy související s diferenciací
- Video návod na transfekci buněk PC-12: Tento podrobný videonávod je ideální pro začínající i zkušené výzkumníky
- Zvládnutí kultivace buněk PC-12: Tento komplexní protokol, který je nezbytný pro udržení zdravých buněčných kultur, umožňuje proniknout do nuancí subkultivace buněk PC-12
Nejčastější dotazy k buněčné linii PC-12: Pohled na kultivaci, diferenciaci a výzkumné aplikace
Odkazy
- Wu, C., et al., Icariin podporuje opravu buněk PC12 inhibicí stresu endoplazmatického retikula. BMC Complement Med Ther, 2021. 21(1): p. 69.
- Sultan, N., et al., Dental pulp stem cells stimulate neuronal differentiation of PC12 cells [Kmenové buňky zubní dřeně stimulují neuronální diferenciaci buněk PC12 ]. Neural Regeneration Research, 2021. 16(9): p. 1821.
- Ando, E., et al., Osteocalcin podporuje proliferaci, diferenciaci a přežití buněk PC12. Biochemical and Biophysical Research Communications, 2021. 557: p. 174-179.
- Shanmuganathan, B., et al., Anti-amyloidogenní a anti-apoptotický účinek α-bisabololu proti Aβ indukované neurotoxicitě v buňkách PC12. European journal of medicinal chemistry, 2018. 143: p. 1196-1207.
- Fujita, K., P. Lazarovici a G. Guroff, Regulation of the differentiation of PC12 pheochromocytoma cells [Regulace diferenciace buněk feochromocytomu PC12 ]. Environ Health Perspect, 1989. 80: p. 127-42.
- Abroudi, M., et al., Antiproliferative effects of Ferula assa-foetida's extract on PC12 and MCF7 cancer cells [Antiproliferativní účinky extraktu z Ferula assa-foetida na nádorové buňky PC12 a MCF7 ]. Int J Biomed Engg Clin Sci, 2020. 6(3): p. 60-67.