HEK293-celler: En hjørnesten i moderne cellulær forskning og bioteknologi

Humane embryonale nyreceller 293(HEK293) er en human embryonal nyrecellelinje, der har vundet stor popularitet i det videnskabelige samfund på grund af deres alsidighed og anvendelighed i en lang række forskningsapplikationer. Cellelinjen blev etableret i begyndelsen af 1970'erne og er siden blevet brugt til vaccineudvikling, kræftforskning, test af lægemidler og signaltransduktion. Dette blogindlæg vil udforske alle aspekter af HEK293-cellelinjen, herunder dens oprindelse, oplysninger om dyrkning, 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 nyrevævet fra et frivilligt aborteret menneskeembryo af ukendt herkomst. Cellerne blev etableret af en hollandsk biolog ved navn Alex Van der Eb i begyndelsen af 1970'erne. De blev senere udødeliggjort gennem en transformation med en trunkeret adenovirus 5 af forskeren Frank Graham.

I begyndelsen virkede det som en udfordring at transformere cellerne. Men efter mange kontinuerlige forsøg skete der cellevækst fra en isoleret enkelt transformeret klon [1]. Cellens transfektion med adenovirus 5 førte til, at E1A- og E1B-generne blev inkluderet i cellens genom, hvilket forhindrer celledød og giver mulighed for rigelig proteinproduktion. Før udødeligheden var 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. Men mRNA og genprodukter tyder på, at de er neuronale celler. Det er muligt, at tilføjelsen af Ad5 ændrede den cellulære fænotype og genekspression. Fun fact: "293" i HEK293 henviser til det 293. eksperiment udført af Graham.

Fun fact: "293" i HEK293 henviser til det 293. eksperiment udført af Graham.

Karakteristika for HEK293-celler

• Morfologi
• Cellestørrelse
• Genom og ploidi (kromosomantal)

HEK293-celler har en form, der ligner epitelceller. Embryonale nyrer består hovedsageligt af fibroblast-, endotel- og epitelceller. Derfor ligner 293-celler 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 se flade ud, når de dyrkes på en overflade, eller afrundede 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 fragment på 4 kilobasepar af adenovirus 5, der er integreret i kromosom 19.

Sammenligning af HEK293 og HEK293T-cellelinjen

Mange derivater er blevet afledt af de parentale HEK 293-celler, såsom de almindelige 293-cellederivater HEK293T- og HEK293F-celler. HEK293T-celler er et af de mest anvendte derivater og blev skabt ved at inkorporere en temperaturfølsom SV40 T-antigen-mutant i det oprindelige HEK 293-cellegenom. Ekspression af T-antigenet gør det muligt at replikere plasmider med en SV40-replikationsoprindelse, når de transfekteres til 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 dyrkning af HEK293-celler: En trin-for-trin-guide

Køb HEK293-celler til dine opdagelser

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

HEK293-cellelinjen i forskning og industri

Anvendelserne af HEK293-celler er mangfoldige og betydningsfulde. De bruges ofte som et system til ekspression og produktion af rekombinante proteiner. På grund af deres menneskelige oprindelse er det mere sandsynligt, at proteiner, der produceres i disse celler, ligner deres naturlige menneskelige modstykker med hensyn til struktur og funktion, hvilket er afgørende for terapeutiske anvendelser.

Desuden bruges HEK293-celler ofte i studiet af geners funktion 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 bruges til genterapi og vaccineudvikling, herunder den hurtige produktion af vacciner mod COVID-19.

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

Test af stoffer: HEK293-celler bruges ofte til at teste toksiciteten af lægemidler og naturprodukter.

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

Undersøgelser af transfektion: Transfektion er en proces, hvor man indfører nukleinsyrer i celler, og HEK293-celler er særligt velegnede til denne proces. Du kan læse mere om dette emne nedenfor.

HEK293's rolle i vaccine- og proteinproduktion

I vaccineproduktionen har HEK293-celler været afgørende for udviklingen af adenovirusbaserede vacciner. Deres evne til at vokse i suspensionskulturer giver mulighed for skalerbare processer, der 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 effekt af de producerede vacciner.

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

Hvorfor bruges HEK293-celler til transfektion?

Transfektion er en proces, hvor man indfører 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 gør det lettere for DNA at komme ind i cellen.
2. Robust vækst: Disse celler vokser hurtigt og er relativt nemme at vedligeholde, hvilket er en fordel for eksperimenter, der kræver hurtige og pålidelige resultater.
3. Tilpasningsevne: HEK293-celler kan dyrkes under en række forskellige forhold, herunder adhærente eller suspensionskulturer, hvilket gør dem velegnede til proteinproduktion i stor skala.
4. Menneskelig cellelinje: Som en human cellelinje giver de en mere relevant biologisk kontekst for human biologi, hvilket er særligt vigtigt i terapeutisk forskning, hvor responsen i humane celler er forudsigelig for in vivo-resultater.
5. Alsidighed: De er i stand til at producere proteiner med komplekse posttranslationelle modifikationer, en funktion, der er afgørende for mange proteiners funktionalitet, især terapeutiske antistoffer.

Protokol for subkultur af HEK293

Nødvendige reagenser

1. 1X fosfatbufferet saltvand (PBS)
2. 10% Trypsin-PBS
3. Dulbeccos modificerede ørnemedium (DMEM)

Fremgangsmåde

Forberedelse af celler

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

Beregning af splitfraktion og frømængde

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

Medievolumener og opdelingsprotokoller

Til celledyrkning kræver forskellige beholdere specifikke medievolumener og har unikke vækstområder. For eksempel har en 6-brøndsplade et vækstområde på 4,67 cm^2 pr. brønd og har brug for ca. 2,5 ml medier, mens en 100 mm plade har et vækstområde på 55 cm^2 og kræver 10 ml medier. Processen med at opdele celler involverer fjernelse af gamle medier, vask med PBS, inkubation med Accutase, neutralisering med DMEM, centrifugering, resuspendering i nye medier og derefter udsåning på en ny plade. For detaljerede trin og forhold for andre beholdere som 100 cm^2 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.