CHO-K1-celler: En grundpille i bioteknologiske forskningsapplikationer
CHO-K1-celler er et derivat af den kinesiske hamster ovarie (CHO)-cellelinje. De bruges i vid udstrækning inden for industriel bioteknologi til at producere biofarmaceutiske stoffer og andre rekombinante proteiner. Desuden anvendes CHO-K1-cellelinjen også i toksikologisk forskning. Forskere manipulerer disse celler genetisk for at forbedre glykosyleringen, reducere apoptose og øge den samlede produktivitet.
Denne artikel vil hjælpe dig med at gennemgå næsten al den værdifulde viden om CHO-K1-cellelinjen, der kan lette dit arbejde med den. Specifikt vil den dække:
- Oprindelse og generelle karakteristika: CHO-K1-celler
- CHO-K1 cellelinje: Information om dyrkning
- Fordele og begrænsninger ved CHO-K1-celler
- Anvendelser af CHO-K1-cellelinjen i forskning
- CHO-K1-celler: Forskningspublikationer
- Ressourcer til CHO-K1-cellelinje: Protokoller, videoer og meget mere
1.oprindelse og generelle karakteristika: CHO-K1-celler
En cellelinjes generelle egenskaber og oprindelse er afgørende for dens anvendelse i forskning. Dette afsnit vil hjælpe dig med at lære om den berømte CHO-K1-cellelinjes oprindelse og egenskaber. Du vil få det at vide: Hvor kom CHO-K1-cellen fra? Hvor store er CHO-K1-celler? Hvad er den fulde form af CHO-K1-cellelinjen? Hvad er CHO-K1-cellens morfologi?
- CHO-K1 eller Chinese hamster ovary cell line K1 er en subklon af forældrenes CHO-celler, som stammer fra en biopsi af en voksen kvindes ovarie fra en kinesisk hamster i 1957. Den oprindelige cellelinje blev udviklet af T.T. Puck og kolleger ved University of Colorado Medical School, Denver, USA [1].
- CHO-K1-cellelinjen udviser epitellignende morfologi.
- Diameteren på CHO-K1-celler er ca. 0,001 millimeter. Interessant nok er cellerne store til at begynde med, men de bliver små med tiden.
- CHO-K1-genomet består af et lignende antal kromosomer som menneskeceller. De har diploide karyotyper og har kun få kromosomale abnormiteter.
CHO-K1 vs. CHO-S-cellelinje
Begge cellelinjer er CHO-derivater. De adskiller sig ved den måde, hvorpå cellerne vokser og formerer sig. CHO-S-celler er tilpasset til at vokse i kulturer, mens CHO-K1 kan manipuleres genetisk til at producere adhærente og suspenderede celler.
2.cHO-K1 cellelinje: Information om dyrkning
CHO-K1-cellelinjen bruges i vid udstrækning i industriel bioteknologisk forskning. Det er cellelinjer, der er nemme at vedligeholde. Kendskab til nøglepunkterne for dyrkning af CHO-K1-celler kan hjælpe dig med at gøre det nemt. Dette afsnit vil hjælpe dig med at lære: Er CHO-K1-celler adhærente? Hvad er fordoblingstiden for CHO-K1-celler? Hvilke medier bruges til CHO-celledyrkning? Hvad er CHO-K1-såningstæthed?
Nøglepunkter for dyrkning af CHO-K1-celler
|
Populationens fordoblingstid: |
CHO-K1's fordoblingstid er ca. 22 timer. |
|
Vedhæftende eller i suspension: |
CHO-K1-celler er adhærente. De kan dog modificeres genetisk til at være CHO-K1-suspensionsceller. |
|
Udsåningstæthed: |
CHO-K1's udsåningstæthed er 1 x104 celler/cm2. Ved denne tæthed kan cellerne danne et konfluent lag på ca. 6 dage. For adhærente celler skylles cellerne med 1 x PBS og inkuberes i 8 til 10 minutter ved omgivelsestemperatur. Dissocierede celler tilsættes til frisk medium og centrifugeres. Høstede celler resuspenderes og hældes i den nye kolbe til vækst. |
|
Vækstmedium: |
Ham's F12-vækstmedium suppleret med 10 % FBS, 1,0 mM stabil glutamin, 1,0 mM natriumpyruvat og 1,1 g/L NaHCO3 anvendes til dyrkning af CHO-K1-celler. Mediet skal udskiftes 2 til 3 gange om ugen. |
|
Vækstbetingelser: |
CHO-K1-kulturer opbevares i en 37 °C befugtet inkubator med 5 % CO2-forsyning. |
|
Opbevaring: |
Frosne CHO-K1-celler opbevares ved en temperatur på under -150 °C eller i dampfasen af flydende nitrogen. |
|
Fryseproces og medium: |
CM-1 eller CM-ACF frysemedier bruges til nedfrysning af CHO-K1-celler. En langsom fryseproces, der tillader et gradvist fald i temperaturen på 1 °C, bruges til at fryse CHO-K1-celler. |
|
Optøningsproces: |
Frosne CHO-K1-celler holdes i et 37 °C varmt vandbad, indtil der kun er en lille isklump tilbage. Optøede celler tilsættes frisk dyrkningsmedie og hældes i den nye kolbe med dyrkningsmedie i en tæthed på 5 x104 celler/cm2. Det tager næsten 24 til 48 timer for cellerne at blive genoplivet. |
|
Biosikkerhedsniveau: |
CHO-K1-kulturer håndteres og vedligeholdes i laboratorier på biosikkerhedsniveau 1. |
3.fordele og begrænsninger ved CHO-K1-celler
CHO-K1 er et uvurderligt forskningsværktøj. Dens unikke kombination af fordele og begrænsninger gør, at den adskiller sig fra andre cellelinjer. I dette afsnit diskuteres nogle få fordele og ulemper ved CHO-K1-cellelinjen.
Fordele og ulemper
De vigtigste fordele ved CHO-K1-cellelinjen er bl.a:
|
Mulighed for transfektion |
CHO-K1-celler anvendes i vid udstrækning i transfektionsstudier. De kan transfekteres transient og stabilt ved hjælp af forskellige fysiske og kemiske procedurer. På grund af deres høje transfektionsevne anvendes CHO-K1-celler i vid udstrækning til at producere rekombinante proteiner og andre biofarmaceutiske produkter. |
|
Hurtig vækst og nem dyrkning |
CHO-K1-cellernes fordoblingstid er kun 22 timer, så de har en høj væksthastighed og er ideelle til industriel bioteknologisk brug. Desuden gør CHO-K1-suspensionstilpasning dem nyttige til produktion af store mængder biofarmaceutiske produkter. Desuden er de nemme at dyrke og vedligeholde i laboratorier og kræver ingen vanskelige dyrkningsbetingelser og -procedurer. |
|
Lav frekvens af kromosomale abnormiteter |
CHO-K1 er et velkarakteriseret og etableret modelsystem. CHO-K1-genomet er stabilt og har kun få kromosomale abnormiteter. Derfor er de ideelle værter til produktion af rekombinante proteiner. |
Begrænsninger
Her er nogle af begrænsningerne ved CHO-K1-cellelinjen:
|
Ikke-menneskelig oprindelse |
Selvom CHO-K1-celler har evnen til at udføre menneskelignende glykosyleringsmønstre, er de af ikke-menneskelig oprindelse. Det kan være et problem, når man studerer meget menneskespecifikke celleprocesser og terapeutiske midlers immunogenicitet. |
|
Heterogenitet |
CHO-K1-celler kan udvise lidt forskellige genetiske egenskaber inden for den samme population, hvilket resulterer i genetisk heterogenitet. Dette kan påvirke cellefunktionerne og forårsage variation i proteinudtryksniveauerne, hvilket potentielt kan påvirke reproducerbarheden af forsøgsresultaterne. |
4.anvendelse af CHO-K1-cellelinjen i forskning
CHO-K1-cellelinjen har mange anvendelsesmuligheder inden for industriel bioteknologi og toksikologisk forskning. Her har vi diskuteret nogle specifikke.
- Produktion af rekombinante proteiner: CHO-K1-celler er uvurderlige forskningsværktøjer til produktion af rekombinante proteiner, herunder antistoffer, terapeutiske proteiner og enzymer. Deres høje væksthastighed og nemme dyrkningsbetingelser hjælper med at producere store mængder rekombinante proteiner med korrekt foldning og glykosylering. I en undersøgelse udført af Kritika Gupta brugte man CHO-K1-celler og transfekterede dem stabilt til at producere et rekombinant monoklonalt antistof mod tumornekrosefaktor-alfa (TNF-α) [2]. CHO K1-antistofproduktion er ret pålidelig og praktisk. Forskere modificerer også disse celler for at forbedre produktionen af CHO K1-antistoffer. I en undersøgelse blev CHO-K1-celler f.eks. genetisk manipuleret til at producere antistoffer med en høj andel af a-fucosylerede Fc-bundne N-glykaner, hvilket er vigtigt for deres effektorfunktion [3].
- Toksikologisk forskning: CHO-K1-cellen bruges ofte til lægemiddelopdagelse og screeningsanalyser. De kan bruges til at evaluere toksiciteten og effekten af potentielle lægemidler. Desuden bruger forskere CHO-K1-celler til at undersøge interaktioner mellem lægemidler og målgrupper og til at studere lægemiddelmetabolisme. Der er udført adskillige undersøgelser for at vurdere de mulige terapeutiske virkninger af planteekstrakter, forbindelser, nanopartikler, terapeutiske proteiner og andre midler ved hjælp af CHO-K1-cellelinjen. En lignende undersøgelse blev udført i 2022, hvor forskere målte det cytotoksiske potentiale af flavonoidrige planteekstrakter i CHO-K1-celler [4]. Et forskningsstudie udført af Ryan Deweese og kolleger evaluerede ligeledes cytotoksiciteten af ekstrakter af Baptisia australis, Trifolium pratense og Rubus idaeus på CHO-K1-celler fra kinesiske hamsteræggestokke [5].
5.cHO-K1-celler: Forskningspublikationer
Følgende er nogle interessante forskningspublikationer om CHO-K1-celler.
Denne undersøgelse offentliggjort i Molecular Biology Reports (2023) foreslog de positive virkninger af SIRT6-genovertryk på CHO-K1-cellers levedygtighed og antistofekspression.
Denne publikation er i Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers (2021). Forskningsresultaterne viser potentialet i CRISPR-Cas13d til genetisk modificering af CHO-K1-celler til forbedret antistofproduktion med hensyn til kvalitet og kvantitet.
Denne forskningsartikel fra Nature Scientific Reports (2018) foreslog maltose som en lovende energikilde til dyrkning af CHO-K1-celler i et proteinfrit medium og forbedring af produktionen af rekombinante monoklonale antistoffer.
Denne undersøgelse i Indonesian Journal of Cancer Chemoprevention (2018) brugte CHO-K1-celler til at evaluere de potentielle cytotoksiske og antigenotoksiske virkninger af ethanolisk ekstrakt af sort peber alene og i kombination med doxorubicin.
Denne forskning blev offentliggjort i The Nucleus i 2019. Heri vurderede forskerne sølvnanopartiklers cytotoksiske og genotoksiske potentiale i CHO-K1-cellelinjen.
6.ressourcer til CHO-K1-cellelinjen: Protokoller, videoer og meget mere
CHO-K1 er en berømt cellelinje. De tilgængelige ressourcer med CHO-K1 dyrknings- og transfektionsprotokoller er nævnt her.
- CHO-K1-transfektion: Dette link beskriver CHO-K1-transfektionsprotokollen. Det er en trinvis vejledning i transfektion af plasmid-DNA til CHO-K1-celler ved hjælp af Lipofectamine LTX Reagent.
- Vejledning i CHO-K1-transfektion: Denne video forklarer proceduren for transient CHO-K1-transfektion i detaljer.
Her er nogle ressourcer, der beskriver celledyrkningsprotokollen for CHO-K1-celler.
- CHO-K1-celler: Dette webstedslink indeholder nyttige oplysninger om CHO-K1-celler, herunder CHO-K1-medieopskrift, subkultur og optøningsprotokol.
Referencer
- Gamper, N., J.D. Stockand og M.S. Shapiro, The use of Chinese hamster ovary (CHO) cells in the study of ion channels. J Pharmacol Toxicol Methods, 2005. 51(3): p. 177-85.
- Gupta, K., et al., A Stable CHO K1 Cell line for producing recombinant monoclonal antibody against TNF-α. Molecular Biotechnology, 2021. 63(9): p. 828-839.
- Popp, O., et al. Development of a pre-glycoengineered CHO-K1 host cell line for the expression of antibodies with enhanced Fc mediated effector function. in MAbs. 2018. Taylor & Francis.
- Kurchatova, M., et al, Cytotoxicity of Flavonoid-Containing Plant Extracts towards the CHO Cell Line: a Comparative Study. Cell and Tissue Biology, 2022. 16(1): p. 80-85.
- Deweese, R., et al., Cytotoksiske virkninger af Trifolium pratense, Baptisia australis og Rubus idaeus-ekstrakter på CHO-K1-celler. GSC Advanced Research and Reviews, 2021. 8(1): p. 128-139.