Calu-3-cellelinje
Calu-3-celler er en human epitelcellelinje fra luftvejene, der repræsenterer ikke-småcellet lungekarcinom. De bruges i vid udstrækning i biomedicinsk forskning, der omfatter studier af lungekræftbiologi, luftvejssygdomme, interaktioner mellem vært og patogen og transport af lægemidler i luftvejene. Desuden bruges de til at udvikle behandlinger af flere luftvejssygdomme.
Denne artikel vil give dig omfattende viden om Calu-3-cellelinjen. Her vil du lære:
- Calu-3-cellernes oprindelse og generelle karakteristika
- Calu-3-cellelinjen: Information om dyrkning
- Fordele og ulemper ved Calu-3-celler
- Anvendelser af Calu-3-cellelinjen i forskning
- Calu-3-celler: Forskningspublikationer
- Ressourcer til Calu-3-celler: Protokoller, videoer og meget mere
1. Calu-3-cellernes oprindelse og generelle egenskaber
De primære oplysninger, du har brug for om en cellelinje, er dens oprindelse og generelle egenskaber. Det vil hjælpe dig med at beslutte, hvordan den skal bruges i dit forskningsarbejde. Dette afsnit vil hjælpe dig med at lære disse vigtige oplysninger om Calu-3-cellelinjen. Det vil omfatte: Hvad er en CALU-3-cellelinje? Hvad er Calu-3-cellernes morfologi? Hvad er Calu-3-cellernes oprindelse?
- Calu-3-celler blev udtaget fra pleuraeffusionen (metastatisk sted) fra en kaukasisk mand (25 år gammel) med adenokarcinom i lungen. Cellelinjen blev etableret i 1975 af Jørgen Fogh og Germain Trempe fra Memorial Sloan Kettering Cancer Center.
- Calu-3-celler har en epitel-lignende morfologi.
- Calu-3-cellernes størrelse varierer fra 8-9 til 20 mikrometer i diameter.
- De har mutationer i generne K-RAS (G13D), TP53 og CDKN2A og udtrykker EGFR af vildtypen.
A549 mod Calu-3
A549- og Calu-3-celler er humane lungeadenokarcinom-cellelinjer, men har forskellige egenskaber. Den primære forskel mellem Calu-3- og A549-cellemodellerne er tykkelsen af slimlaget. Calu-3-celler danner et tyndere slimlag og modellerer dermed det proksimale luftvejsepitel. På den anden side mangler A549-celler denne egenskab og er mere velegnede til at repræsentere den fysiologiske struktur i de distale luftveje [1].
2. Calu-3 cellelinje: Information om dyrkning
Dette afsnit vil hjælpe dig med at kende de vigtigste punkter for dyrkning af Calu-3-cellelinjen. Her vil vi diskutere: Hvad er Calu-3-cellers fordoblingstid? Hvad er Calu-3-cellernes medium? Hvad er protokollen for dyrkning af Calu-3-celler? Hvordan dyrker man Calu-3-celler?
Nøglepunkter for dyrkning af Calu-3-celler
|
Fordoblingstid: |
Calu-3-cellernes fordoblingstid er ca. 35 timer. |
|
Vedhæftende eller i suspension: |
Calu-3 er en adhærent lungeadenokarcinomcellelinje. |
|
Opdelingsforhold: |
Subkultiveringsforholdet for Calu-3-cellelinjen er 1:2 til 1:4. Ved subkultivering skylles cellerne med 1 x phosphatbuffersaltvand (PBS) og inkuberes med Accutase (passageløsning) ved omgivelsestemperatur i næsten 10 minutter. Derefter tilsættes frisk cellemedie, og de løsrevne celler centrifugeres. Cellepelleten resuspenderes omhyggeligt, og cellerne fordeles i kolben, der indeholder friske dyrkningsmedier til vækst. |
|
Vækstmedie: |
EMEM-medier, der indeholder 10 % FBS, 2 mM L-glutamin, 1,5 g/L NaHCO3, EBSS, 1 mM natriumpyruvat og NEAA, bruges til dyrkning af Calu-3-celler. Calu-3-cellernes medium skal udskiftes 2 til 3 gange om ugen. |
|
Vækstbetingelser: |
Calu-3-celler dyrkes i en befugtet inkubator ved 37 °C og 5 % CO2-tilførsel. |
|
Opbevaring: |
Frosne celler skal opbevares i dampfasen af flydende nitrogen eller ved en temperatur på under -150 °C for at beskytte cellernes levedygtighed på længere sigt. |
|
Fryseproces og medium: |
CM-1 eller CM-ACF frysemedier bruges hovedsageligt til nedfrysning af Calu-3 lungecellelinjen. For at bevare cellernes levedygtighed og forhindre, at de får et chok, gennemgår cellerne en langsom fryseproces, der kun tillader et fald i temperaturen på 1 °C pr. minut. |
|
Optøningsproces: |
Cellerne optøs ved at placere et hætteglas i et vandbad, der er forudindstillet til 37 °C, i ca. 1 minut, eller indtil der er en lille isklump tilbage. Der tilsættes frisk dyrkningsmedie, og cellerne centrifugeres for at fjerne komponenter fra frysemediet. Bagefter resuspenderes cellepelleten, og cellerne hældes i en ny kolbe, der indeholder et vækstmedium. |
|
Biosikkerhedsniveau: |
Laboratorieindstillinger på biosikkerhedsniveau 1 er afgørende for håndtering af Calu-3-cellelinjen. |
3. Fordele og ulemper ved Calu-3-celler
Ligesom andre humane cellelinjer har Calu-3-celler deres eget sæt af fordele og ulemper. Her vil vi diskutere nogle af de vigtigste.
Fordele og ulemper
-
In vitro luftvejsepitelmodel:
I respiratorisk forskning fungerer Calu-3-celler som en effektiv in vitro-model for luftvejsepitel. De afspejler egenskaberne ved den menneskelige luftvejsforing og muliggør undersøgelser af medicintransport, undersøgelser af værts-patogen-interaktion og mucinproduktion.
-
Polarisering:
Calu-3-celler danner polariserede monolag, hvilket gør dem meget anvendte til at undersøge transport af lægemidler og interaktioner mellem vært og patogen i en mere realistisk kontekst.
Ulemper
-
Kræftcellelinje:
Calu-3-cellerne stammer fra lungeadenokarcinom, så det er vigtigt at bemærke, at de måske ikke fuldt ud repræsenterer sundt lungevæv. Forskere bør overveje dette, når de bruger dem som model i undersøgelser.
4. Anvendelser af Calu-3-cellelinjen i forskning
Calu-3 har flere anvendelsesmuligheder inden for biomedicinsk forskning. Denne del af artiklen vil kaste lys over nogle af de mest lovende.
- Undersøgelser af luftvejssygdomme: Calu-3-lungeceller bruges til at undersøge forskellige luftvejssygdomme eller -lidelser, f.eks. cystisk fibrose, astma og kronisk obstruktiv lungesygdom (KOL). Et studie af Chiara Papi og kolleger undersøgte virkningen af anti-miR-101-3p peptid-nukleinsyre (PNA) mod miRNA-101-3p ved hjælp af Calu 3 cystisk fibrose in vitro-modellen. Undersøgelsen viste, at PNA-behandling har en tendens til at øge udtrykket af CFTR-genet (Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator), hvilket tyder på en potentiel terapeutisk strategi for cystisk fibrose og relaterede lidelser [2].
- Udvikling af lægemidler: Calu-3-celler fungerer som en model til test og udvikling af lægemidler til flere luftvejssygdomme. Desuden bruges disse celler også til at studere transport af lægemidler gennem luftvejsepitelet. For eksempel undersøgte forskning i 2021 den antivirale aktivitet af Andrographis paniculata-planteekstrakt og dets bioaktive andrographolid på Calu-3-cellernes sars-cov-2-infektion [3].
- Interaktioner mellem vært og patogen: Calu-3-celler er ideelle til at studere patogeners interaktion med luftvejsepitelet, hvilket hjælper med at forstå luftvejsinfektioner som SARS-CoV-2. For eksempel undersøgte Byoung Kwon Park og kolleger Calu-3- og Vero-cellernes reaktioner og virusproduktion som reaktion på SARS-CoV-2-infektion [4].
5. Calu-3-celler: Forskningspublikationer
Følgende er nogle spændende og ofte citerede forskningsstudier med Calu-3-celler:
Denne undersøgelse blev offentliggjort i European Review for Medical and Pharmacological Sciences i 2018. Forskningen foreslog, at kulilte-frigørende molekyler-2 (CORM-2) fremmer apoptose i ikke-småcellet lungekræftceller (Calu-3) og undertrykker deres spredning, migration og invasion.
Denne forskning i Clinical and Translational Allergy (2018) sammenlignede immun- og epitelbarriereresponser fra Calu-3-cellelinjen og nydyrkede primære nasale epitelceller.
Kinin hæmmer infektion af humane cellelinjer med SARS-CoV-2
Denne artikel i Viruses (2021) foreslog kinin som en potentiel behandling af SARS-CoV-2-infektion ved at vurdere dens effekt på forskellige virusinficerede cellelinjer såsom Calu-3.
Denne forskning i BMC Molecular and Cell Biology (2022) foreslog, at høj D-glukose tilskynder Calu-3-celler til ACE2-ekspression via regulering af GLUT1-genet.
Dolosigranulum pigrum modulerer immuniteten mod SARS-CoV-2 i respiratoriske epitelceller
Denne artikel i Pathogens (2021) undersøgte de immunmodulerende virkninger af Dolosigranulum pigrum 040417 i lungeepitelceller. Desuden undersøgte den denne immunobiotiske bakteries potentiale til at beskytte mod SARS-CoV-2-infektion.
6. Ressourcer til Calu-3-celler: Protokoller, videoer og meget mere
Der findes mange online-ressourcer om Calu-3-celler, som indeholder oplysninger om celledyrkning og transfektion.
- Protokol for transfektion af Calu-3-celler: Denne ressource giver vigtig viden om transfektion af Calu-3-celler.
- Calu-3-transfektion: Denne videovejledning er en trinvis guide til at lære in vitro Calu-3-transfektionsprotokollen.
Protokollen for Calu-3-celledyrkning er nævnt her.
- Calu-3-celler: Dette dokument indeholder oplysninger om Calu-3-cellernes medium og protokol for subkulturer eller passage.
Referencer
- Wiese-Rischke, C., R.S. Murkar og H. Walles, Biological Models of the Lower Human Airways-Challenges and Special Requirements of Human 3D Barrier Models for Biomedical Research. Pharmaceutics, 2021. 13(12).
- Fabbri, E., et al., Treatment of human airway epithelial Calu-3 cells with a peptide-nucleic acid (PNA) targeting the microRNA miR-101-3p is associated with increased expression of the cystic fibrosis Transmembrane Conductance Regulator () gene. European Journal of Medicinal Chemistry, 2021. 209: p. 112876.
- Sa-Ngiamsuntorn, K., et al., Anti-SARS-CoV-2-aktivitet af Andrographis paniculata-ekstrakt og dets hovedkomponent andrographolid i humane lungeepitelceller og cytotoksicitetsevaluering i større organcellerepræsentanter. Tidsskrift for naturlige produkter, 2021. 84(4): p. 1261-1270.
- Park, B.K., et al, Differential Signaling and Virus Production in Calu-3 Cells and Vero Cells upon SARS-CoV-2 Infection. Biomol Ther (Seoul), 2021. 29(3): p. 273-281.