Udgivet: 2023 | Senest opdateret: maj 2026

HEK293-celler: En hjørnesten i moderne celleforskning og bioteknologi

Human embryonic kidney 293 (HEK293)-celler er en human embryonal nyrecellelinje, der har vundet stor popularitet i det videnskabelige samfund på grund af deres alsidighed og anvendelighed i en bred vifte af forskningsformål. Cellelinjen blev etableret i begyndelsen af 1970'erne og er siden blevet brugt til vaccineudvikling, kræftforskning, lægemiddelafprøvning og signaltransduktion. Dette blogindlæg vil udforske alle aspekter af HEK293-cellelinjen, herunder dens oprindelse, kulturinformation, fordele og ulemper, anvendelser og ressourcer.

HEK293-celler: Generel information og oprindelse

Hvad er HEK293-celler?

HEK293-celler er en human embryonal nyrecellelinje, der stammer fra nyrevæv fra et humanembryo, der er blevet afbrudt efter eget valg, og hvis forældre er ukendte. Cellerne blev etableret af en hollandsk biolog ved navn Alex Van der Eb i begyndelsen af 1970'erne. De blev senere gjort udødelige gennem en transformation med et trunkeret adenovirus 5 af forskeren Frank Graham.

Oprindeligt syntes cellerne at være vanskelige at transformere. Efter mange vedvarende forsøg skete der imidlertid cellevækst fra en isoleret enkelt transformeret klon [1]. Cellens transfektion med adenovirus 5 førte til inkludering af E1A- og E1B-generne i cellens genom, hvilket forhindrer celledød og muliggør rigelig proteinproduktion. Før udødeliggørelsen blev de føtale nyreceller ikke tilstrækkeligt karakteriseret, så deres nøjagtige celletype er ukendt.

Embryonale nyrer består af endotel-, epitel- og fibroblastceller, så HEK 293-celler hører sandsynligvis til disse celler. Imidlertid tyder mRNA og genprodukterne på, at de er neuronale celler. Det er muligt, at tilsætningen af Ad5 ændrede den cellulære fænotype og genekspressionen. Sjovt faktum: "293" i HEK293 henviser til det 293. eksperiment, der blev udført af Graham.

Sjovt faktum: "293" i HEK293 henviser til det 293. eksperiment udført af Graham.

Karakteristika ved HEK293-celler

• Morfologi
• Cellestørrelse
• Genom og ploidi (kromosomantal)

HEK293-celler har en form, der ligner epitelceller. Embryonale nyrer består hovedsageligt af fibroblaster, endotelceller og epitelceller. 293-celler ligner således en af disse celletyper i form.

Størrelsen på HEK 293-celler ligger mellem 11 og 15 µm, hvilket kan påvirkes af dyrkningsbetingelserne. I kultur kan cellerne fremstå flade, når de dyrkes på en overflade, eller runde, når de er i suspension. HEK293-celler er hypotriploide, og ca. 30 % af HEK293-cellerne har en modal ploidi på 64 kromosomer, men nogle celler har endnu flere kromosomer. Cellerne har også tre kopier af X-kromosomet og et 4-kilobasepar-fragment af adenovirus 5 integreret i kromosom 19.

Sammenligning af HEK293 og HEK293T-cellelinjen

Der er afledt mange derivater fra de oprindelige HEK 293-celler, såsom de almindelige 293-cellederivater HEK293T- og HEK293F-celler. HEK293T-celler er et af de mest udbredte derivater og blev skabt ved at inkorporere en temperaturfølsom SV40 T-antigen-mutant i det oprindelige HEK 293-cellegenom. Ekspression af T-antigenet muliggør replikation af plasmider med en SV40-replikationsoprindelse, når de transfekteres i 293-T-celler, hvilket fører til øget produktion af rekombinante proteiner [2]. For mere information om HEK-cellelinjederivater, herunder deres udvikling og egenskaber, henvises til denne oversigtsartikel.

Grundlæggende om HEK293-cellekultivering: En trin-for-trin-vejledning

Betingelser

Oplysninger

Populationsfordoblingstid

Fordoblingstiden for HEK293-cellelinjen varierer fra 24 til 45 timer, med et gennemsnit på 30 timer.

Adhærente eller suspensionskulturer

HEK293-celler kan dyrkes i både adhærente og suspensionsformer. Adhærente celler vokser som monolag, mens suspensionskulturer vokser som sfæroider.

Udsåningstæthed

Opdel cellerne ved 80-90 % konfluens under vækstfasen. Løsn cellerne ved hjælp af Accutase og udså dem med en tæthed på 1 til 4 x 104 celler/cm2. Der dannes et konfluent lag på 4 dage ved en udsåningstæthed på 1 x 104 celler/cm2.

Vækstmedium

Dyrk i Eagle's Minimum Essential Medium (EMEM) med 2 mM L-glutamin og 10 % føtal bovint serum (FBS). Skift mediet to gange om ugen.

Vækstbetingelser (temperatur, CO2)

Opbevar i en befugtet inkubator ved 37 °C med en CO2-tilførsel på 5 % for optimal vækst.

Opbevaring

Opbevares i damp- eller væskefasen af flydende nitrogen til langvarig opbevaring. Undgå opbevaring i fryser ved -80 °C, da dette kan påvirke cellernes levedygtighed.

Fryseproces og medium

Brug en langsom frysemetode for at opnå den bedste konservering. Frys i CM-1- eller CM-ACF-frysemedium, der fås hos CLS.

Optøningsproces

Optø frosne celler i et 37 °C vandbad i 1-2 minutter, indtil der kun er en lille isklump tilbage. Overfør cellesuspensionen til et centrifugerør, tilsæt forvarmet vækstmedium og centrifuger for at fjerne komponenter fra frysemediet. Resuspender cellepelleten i frisk medium og dyrk under optimale betingelser.

Biosikkerhedsniveau

HEK293-celler kræver håndtering på biosikkerhedsniveau 1.

Køb HEK293-celler til dine forskningsprojekter

Til din banebrydende forskning kan du overveje vores HEK293-celler, der er kendt for deres alsidighed i genekspressionsstudier og vaccineudvikling, samt derivater såsom HEK293T, HEK293 suspension-adapted, HEK293T/17, AAV-293 og 2V6.11. Få mere at vide, og forbedr dine eksperimenter ved at udforske vores produktsortiment her.

HEK293-cellelinjen inden for forskning og industri

Anvendelserne af HEK293-celler er mangfoldige og betydningsfulde. De bruges ofte som et system til ekspression og produktion af rekombinante proteiner. Da de stammer fra mennesker, er proteiner produceret i disse celler mere tilbøjelige til at ligne deres naturlige menneskelige modstykker med hensyn til struktur og funktion, hvilket er afgørende for terapeutiske anvendelser.

Desuden anvendes HEK293-celler ofte i undersøgelsen af genfunktion og -regulering, da de let optager fremmed DNA, hvilket gør dem til en fremragende model for genetisk manipulation. Disse celler spiller også en afgørende rolle i produktionen af adenovirale vektorer, som anvendes i genterapi og vaccineudvikling, herunder den hurtige fremstilling af vacciner mod COVID-19.

Vaccine- og proteinproduktion: HEK 293-celler er velegnede til fremstilling af proteiner og terapeutiske vacciner i stor skala. Cellelinjen anvendes desuden til at generere virale vektorer, såsom adeno-associerede og adenovirale vektorer. For nylig er HEK293-celler blevet brugt til at producere et afgørende rekombinant protein, erythropoietin (EPO).

Lægemiddelafprøvning: HEK293-celler anvendes ofte til afprøvning af toksicitet af lægemidler og naturprodukter.

Kræftforskning: 293-celler er tumorigeniske, og afgørende ændringer i genekspressionen kan forværre tumorigenesen i denne cellelinje. Derfor anvendes 293-cellelinjen ofte i kræftstudier til at forstå de underliggende molekylære mekanismer og til lægemiddeludvikling.

Transfektionsstudier: Transfektion er processen med at indføre nukleinsyrer i celler, og HEK293-celler er særligt velegnede til denne proces. Mere om dette emne forklares nedenfor.

HEK293's rolle i vaccine- og proteinproduktion

I vaccineproduktion har HEK293-celler spillet en afgørende rolle i udviklingen af adenovirusbaserede vacciner. Deres evne til at vokse i suspensionskulturer muliggør skalerbare processer, hvilket er afgørende for at imødekomme den globale efterspørgsel efter vacciner. Derudover giver deres menneskelige oprindelse en fordel i forhold til andre cellelinjer, da de kan udføre menneskelignende posttranslationelle modifikationer, hvilket sikrer den biologiske effektivitet af de producerede vacciner.

HEK293-cellernes alsidighed strækker sig til produktionen af komplekse proteiner, herunder monoklonale antistoffer og biosimilars, som anvendes til behandling af kræft, autoimmune sygdomme og andre lidelser. Deres evne til nøjagtigt at folde og modificere proteiner gør dem til et foretrukket valg i industrien for rekombinant proteinproduktion.

Hvorfor bruges HEK293-celler til transfektion?

Transfektion er processen med at indføre nukleinsyrer i celler, og HEK293-celler er særligt velegnede til denne proces. Der er flere grunde til, at HEK293-celler foretrækkes til transfektion:

1. Høj transfektionseffektivitet: HEK293-celler har en høj optagelseshastighed for fremmed DNA, hvilket kan tilskrives deres evne til at udtrykke visse virale gener, der letter DNA'ets indtrængen i cellen.
2. Robust vækst: Disse celler vokser hurtigt og er relativt lette at vedligeholde, hvilket er en fordel ved eksperimenter, der kræver hurtige og pålidelige resultater.
3. Tilpasningsevne: HEK293-celler kan dyrkes under en række forskellige betingelser, herunder vedhæftende eller suspensionskulturer, hvilket gør dem velegnede til proteinproduktion i stor skala.
4. Menneskelig cellelinje: Som en menneskelig cellelinje giver de en mere relevant biologisk kontekst for humanbiologi, hvilket er særligt vigtigt i terapeutisk forskning, hvor responsen i menneskelige celler er prædiktiv for in vivo-resultater.
5. Alsidighed: De er i stand til at producere proteiner med komplekse posttranslationelle modifikationer, en egenskab, der er afgørende for funktionaliteten af mange proteiner, især terapeutiske antistoffer. 

HEK293-subkulturprotokol

Nødvendige reagenser

1. 1X fosfatbufferet saltvand (PBS)
2. 10 % trypsin-PBS
3. Dulbeccos modificerede Eagles medium (DMEM)

Fremgangsmåde

Celleforberedelse

1. Kontroller HEK-cellerne under et mikroskop for at sikre, at de er ca. 90 % konfluente.
2. Rengør arbejdsstationen ved hjælp af aseptiske teknikker, og steriliser stinkskabet med UV-lys.
3. Tør arbejdsfladen af med 70 % ethanol.
4. Forvarm alle reagenser i et 37 °C varmt vandbad.

Beregning af opdelingsfraktion og udsædsmængde

1. Bestem splitfraktionen, typisk mellem 1:5 og 1:20.
2. Beregn volumenet til pipettering ved hjælp af formlen: Vp = (S)(Vd).

Medievolumener og opdelingsprotokoller

Til cellekultur kræver forskellige beholdere specifikke medievolumener og har unikke vækstarealer. For eksempel har en 6-brønds plade et vækstareal på 4,67 cm^2 pr. brønd og kræver ca. 2,5 ml medie, mens en 100 mm plade har et vækstareal på 55 cm^2, hvilket kræver 10 ml medie. Processen med at opdele celler indebærer fjernelse af gammelt medie, vask med PBS, inkubering med Accutase, neutralisering med DMEM, centrifugering, resuspension i nyt medie og derefter udsåning på en ny plade. For detaljerede trin og forhold for andre beholdere, såsom 100 cm² kolber og 150 mm plader, henvises til den oprindelige kilde.

Ofte stillede spørgsmål om HEK293-celler

HEK293-celler er et emne, der er meget udbredt i videnskabelig forskning, hvilket naturligvis giver anledning til mange spørgsmål om deres natur, oprindelse og egenskaber. Nedenfor gennemgår vi nogle af disse almindelige spørgsmål.