Veröffentlicht: 17. Oktober 2023 | Zuletzt überprüft: Mai 2026
A431-Zellen: Herkunft, Kulturbedingungen und Forschungsanwendungen
A431 ist eine menschliche epidermoide Karzinomzelllinie, die aus der Haut einer 85-jährigen Patientin gewonnen wurde. Sie ist eine der am häufigsten verwendeten Zelllinien in der biomedizinischen Forschung, insbesondere in der Krebsbiologie, der Immunonkologie, der Dermatologie und der Wirkstoffforschung. A431-Zellen überexprimieren den epidermalen Wachstumsfaktorrezeptor (EGFR) – mit etwa 2–3 Millionen Rezeptoren pro Zelle, was etwa dem 20- bis 50-Fachen normaler Epithelzellen entspricht –, was sie zum Goldstandard unter den In-vitro-Modellen für EGFR-Signalstudien und die Prüfung von EGFR-gerichteten Therapien wie Cetuximab und Erlotinib macht. A431-Zellen sind exklusiv bei Cytion, Ihrer unabhängigen europäischen Zellbank, erhältlich.
- Spezies / Herkunft
Mensch (weiblich, 85 Jahre alt) - Gewebe
Hautepidermis (epidermoides Karzinom) - Morphologie
Epithelial, adhärent - Verdopplungszeit
80–100 Stunden - Wachstumsmedium
DMEM + 10 % FBS - Sicherheitsstufe
BSL-1 - Hauptmerkmal
EGFR-Überexpression (~2–3 Mio. Rezeptoren/Zelle) - Wichtige Biomarker
EGFR (amplifiziert), TP53 (mutiert), KRAS (Wildtyp), PTEN (exprimiert) - Produktnummer
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- A431-Zellen: Allgemeine Merkmale und Herkunft
- A431-Zelllinie: Informationen zur Kultivierung
- Vor- und Nachteile der A431-Zelllinie
- Forschungsanwendungen von A431-Zellen
- A431 im Vergleich zu anderen Hautkrebs-Zelllinien
- Forschungspublikationen zu A431-Zellen
- Ressourcen, Protokolle und Videos
- Häufig gestellte Fragen
A431-Zellen: Allgemeine Eigenschaften und Herkunft
Dieser Abschnitt behandelt die wichtigsten biologischen Eigenschaften der A431-Zelllinie – einschließlich ihrer Herkunft, Morphologie, ihres Karyotyps und der EGFR-Überexpression, die sie für die Forschung besonders wertvoll macht.
Herkunft und Geschichte der A431-Zelllinie
- A431, eine menschliche Hautkrebszelllinie, wurde aus der Epidermis einer 85-jährigen Patientin mit epidermoidem Karzinom gewonnen [1]. Sie wurde von D.J. Giard et al. etabliert, die mehrere andere Zelllinien aus soliden Tumoren entwickelten.
- Die Zelllinie wurde weltweit von unabhängigen Zellbanken, darunter Cytion, als zuverlässiges und reproduzierbares Forschungsmodell verbreitet und validiert.
A431 Morphologie und Karyotyp
- A-431-Zellen weisen eine epitheliale Morphologie auf. Unter Standardkulturbedingungen aggregieren sie und bilden Zellcluster.
- Die Hautkrebs-Zelllinie A431 ist hypertriploid. Die modale Chromosomenzahl beträgt 74 und tritt in etwa 36 % der Zellen auf. Höhere Ploidien sind ebenfalls in etwa 1 % der Zellpopulation vorhanden.
EGFR-Expression in A431-Zellen
Die EGFR-Überexpression ist das charakteristische Merkmal von A431-Zellen und der Hauptgrund für ihre weit verbreitete Verwendung. A431-Zellen weisen eine genomische Amplifikation des EGFR-Genlokus auf, was zu etwa 2–3 Millionen EGFR-Rezeptoren pro Zelle führt – 20- bis 50-mal mehr als bei normalen Epithelzellen. Dies macht A431 zur Goldstandard-Positivkontrolle für:
- die Validierung von EGFR-Antikörpern mittels Western Blot, Durchflusszytometrie und Immunfluoreszenz
- Testung von EGFR-gerichteten monoklonalen Antikörpern wie Cetuximab und Panitumumab
- Bewertung von EGFR-Tyrosinkinase-Inhibitoren (TKIs) wie Erlotinib, Gefitinib und Afatinib
- Untersuchung nachgeschalteter Signalwege, einschließlich PI3K/AKT/mTOR und RAS/MAPK/ERK
A431-Zelllinie: Informationen zur Kultivierung
Die Kenntnis der Kultivierungsanforderungen einer Zelllinie gewährleistet eine problemlose Handhabung. Dieser Abschnitt behandelt die Verdopplungszeit, das Wachstumsmedium, die Passagierung, die Kryokonservierung und die Anforderungen an die Biosicherheit für die A431-Zelllinie.
Wichtige Punkte für die Kultivierung von A431-Zellen
Verdopplungszeit:
Die Populationsverdopplungszeit für A431-Zellen liegt zwischen 80 und 100 Stunden.
Adhärent oder in Suspension:
A431 ist eine adhärente Zelllinie.
Aussaatdichte:
1 × 10⁴ Zellen/cm² ist ideal für die A431-Zelllinie. Bei dieser Dichte erreichen die Zellen in etwa 4 Tagen Konfluenz. Adhärente Zellen werden mit PBS (1×) gewaschen und mit Accutase-Passagelösung inkubiert, anschließend in Kulturmedium resuspendiert, zentrifugiert und in neue Flaschen dispensiert.
Wachstumsmedium:
DMEM-Medium, ergänzt mit 10 % fötalem Rinderserum (FBS), 4,5 g/l Glukose, 1,0 mM Natriumpyruvat, 1,5 g/l NaHCO3 und 4 mM L-Glutamin. Das Medium sollte alle 2–3 Tage gewechselt werden.
Wachstumsbedingungen:
A431-Krebszellen werden in einem befeuchteten Inkubator mit 5 % CO₂ bei 37 °C gezüchtet.
Lagerung:
Zur Erhaltung der Zellviabilität in einem elektrischen Gefrierschrank oder in der Dampfphase von flüssigem Stickstoff bei unter −150 °C lagern.
Einfrierverfahren und Medium:
CM-1 oder CM-ACF sind die empfohlenen Einfriermedien für A431-Zellen. Verwenden Sie eine kontrollierte Langsamgefriermethode (−1 °C/min).
Auftauprozess:
Tauen Sie gefrorene A431-Zellen schnell in einem 37 °C warmen Wasserbad auf (40–60 Sekunden). Wenn noch ein kleiner Eisklumpen übrig ist, fügen Sie Kulturmedium hinzu und zentrifugieren Sie. Resuspendieren Sie die geernteten Zellen und übertragen Sie sie in Kulturflaschen.
Biosicherheitsstufe:
Für den Umgang mit A431-Kulturen wird die Biosicherheitsstufe 1 (BSL-1) empfohlen.
Vor- und Nachteile der A431-Zelllinie
Die A431-Zelllinie weist charakteristische Merkmale auf, die sie sowohl äußerst nützlich als auch in bestimmten Kontexten eingeschränkt machen. Hier ist eine ausgewogene Zusammenfassung.
Vorteile
Die Hauptvorteile der A431-Krebszelllinie sind:
EGFR-Überexpression
A431-Zellen überexprimieren EGFR mit 2–3 Millionen Rezeptoren pro Zelle und dienen als Goldstandard-Positivkontrolle für EGFR-Signalstudien und die Validierung von Anti-EGFR-Medikamenten (Cetuximab, Erlotinib, Gefitinib).
Tumorigenität
A431-Zellen sind tumorigen und bilden in immungeschwächten Mäusen leicht Tumore, was sie zu einem zuverlässigen Werkzeug für Xenotransplantat-Krebsmodelle macht, um die Dynamik des Tumorwachstums zu untersuchen und neue Krebsbehandlungen in vivo zu bewerten.
Gut charakterisiert
Dank jahrzehntelanger veröffentlichter Forschungsergebnisse sind A431-Zellen auf genomischer, proteomischer und phänotypischer Ebene umfassend charakterisiert, was eine solide wissenschaftliche Grundlage für die Versuchsplanung bietet.
3D-Sphäroidbildung
A431-Zellen bilden unter Bedingungen mit extrem geringer Adhäsion leicht kompakte 3D-Sphäroide, wodurch sie mit modernen Organoid- und Sphäroid-Screening-Plattformen für Studien zur Wirkstoffpenetration und -wirksamkeit kompatibel sind.
Nachteile
Die Nachteile von A431-Zellen sind:
Genetische Anomalien
A431 ist eine Krebszelllinie mit akkumulierten genetischen Mutationen und chromosomalen Veränderungen (hypertriploid, modale Zahl 74), die die ursprünglichen Tumoreigenschaften möglicherweise nicht vollständig widerspiegeln.
Risiko einer mikrobiellen Kontamination
A431 ist anfällig für bakterielle Kontamination. Die Einhaltung strenger aseptischer Techniken und routinemäßige Mykoplasmentests sind für zuverlässige Ergebnisse unerlässlich.
Nicht repräsentativ für alle EGFR-Tumoren
Da die EGFR-Expression in A431 eher durch Genamplifikation als durch Mutation (wie bei Lungenkrebs) bedingt ist, lassen sich die Ergebnisse möglicherweise nicht direkt auf EGFR-mutierte Tumorkontexte wie nicht-kleinzelligen Lungenkrebs (NSCLC) übertragen.
Forschungsanwendungen von A431-Zellen
Die A431-Zelllinie wird in zahlreichen Forschungsdisziplinen intensiv genutzt. Ihre einzigartige EGFR-Biologie, Tumorigenität und ihr gut charakterisiertes Genom machen sie zu einer der vielseitigsten verfügbaren menschlichen Krebszelllinien.
- Krebsbiologie: A431 ist ein leistungsstarkes Werkzeug zur Untersuchung zellulärer und molekularer Mechanismen, die das Krebswachstum, die Metastasierung und die Invasion vorantreiben. Studien haben die PI3K/AKT/mTOR- und RAS/MAPK/ERK-Signalwege in dieser Zelllinie kartiert, wobei sich gezeigt hat, dass deren Hemmung in A431-Hauttumorzellen Apoptose induziert [2, 3].
- Tests zur EGFR-gerichteten Therapie: A431-Zellen sind der Referenzstandard für die Bewertung von Anti-EGFR-Therapeutika – monoklonale Antikörper (Cetuximab, Panitumumab) und niedermolekulare TKIs (Erlotinib, Gefitinib, Afatinib, Osimertinib).
- Arzneimitteltests und -bewertung: A431-Zellen werden zur Bewertung neuartiger Krebsmedikamentenkandidaten verwendet. Eine Studie von Rahim et al. aus dem Jahr 2022 zeigte starke antiproliferative Wirkungen von biogen synthetisierten Silbernanopartikeln aus Alstonia angustiloba auf A431-Zellen [4].
- Tumor-Xenotransplantatmodelle: A431-Zellen sind in immundefizienten Mäusen tumorogen, was subkutane und orthotope Xenotransplantatmodelle für In-vivo-Wirksamkeitsstudien ermöglicht. Lim et al. verwendeten von A431 abgeleitete Xenotransplantate, um die strahlensensibilisierenden Wirkungen von exogenem EGF in vivo zu bewerten [5].
- Hauttoxizitäts- und dermatologische Forschung: A431-Zellen werden von Pharma- und Kosmetikunternehmen häufig eingesetzt, um die dermale Toxizität, die Hautpenetration und die Sicherheitsprofile topisch applizierter Wirkstoffe zu bewerten.
- 3D-Sphäroid- und Organoidmodelle: A431-Zellen bilden unter Ultra-Low-Attachment- oder Hanging-Drop-Bedingungen kompakte 3D-Sphäroide, was physiologisch relevantere Studien zur Wirkstoffpenetration und -resistenz ermöglicht.
- Validierung von EGFR-Antikörpern: Aufgrund ihrer extrem hohen EGFR-Dichte dienen A431-Zellen als Standard-Positivkontrolle für die Validierung von Anti-EGFR-Antikörpern im Western Blot, in der Immunfluoreszenz, der IHC und der Durchflusszytometrie.
A431 im Vergleich zu anderen Hautkrebs-Zelllinien
Die Wahl der richtigen Zelllinie ist entscheidend für die Validität des Experiments. Hier sehen Sie einen Vergleich von A431 mit anderen häufig verwendeten Haut- und Plattenepithelkarzinom-Zelllinien:
| Merkmal | A431 | A375 (Melanom) | SCC-25 (orales Plattenepithelkarzinom) | HaCaT (Keratinozyten) |
|---|---|---|---|---|
| Krebsart | Epidermoidkarzinom | Malignes Melanom | Oraler Plattenepithelkarzinom | Immortalisierte Keratinozyten |
| EGFR-Expression | +++ (~2–3 Mio./Zelle) | + (gering) | ++ (mäßig) | ++ (mäßig) |
| Tumorigenität | Ja | Ja | Ja | Nein |
| Morphologie | Epithelial, adhärent | Spindelförmig, adhärent | Epithelial, adhärent | Epithelial, adhärent |
| BSL | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Hauptanwendungsgebiet | EGFR-Forschung, Testung von Krebsmedikamenten | Melanom-Biologie, BRAF-Inhibitoren | Kopf-Hals-Krebs, Strahlenstudien | Hautbiologie, Barrierefunktion |
Forschungspublikationen zu A431-Zellen
Hier finden Sie einige bedeutende, von Fachkollegen begutachtete Publikationen zur A431-Hautkarzinom-Zelllinie.
Veröffentlicht in Materials Today Communications (2020). Bewertung des Antikrebs-Potenzials von mit Curcumin beladenen Poly-ε-Caprolacton-Nanofasern und Polyvinylalkohol-AuNPs gegen A431-Krebszellen.
miRNA-221 fördert das Fortschreiten des kutanen Plattenepithelkarzinoms durch Targeting von PTEN
Veröffentlicht in Cellular & Molecular Biology Letters (2019). Es wurde vorgeschlagen, dass microRNA-221 eine onkogene Rolle beim kutanen Plattenepithelkarzinom spielt, indem es auf das PTEN-Tumorsuppressorgen abzielt.
Veröffentlicht in BMC Complementary Medicine and Therapies (2016). Es wurde gezeigt, dass Vincristin aus dem Pilz Eutypella spp–CrP14 in A431-Zellen Apoptose induziert.
Veröffentlicht in Cells (2019). Identifizierte CDC42SE1 als potenziellen Biomarker für das Fortschreiten von Hautkrebs, wobei dessen Herunterregulierung die Tumorentstehung in A431-Zellen begünstigt.
Metformin hemmt die Proliferation von A431-Zellen durch Modulation des PI3K/Akt-Signalwegs
Veröffentlicht in Experimental and Therapeutic Medicine (2015). Es wurde gezeigt, dass Metformin die Proliferation von A431-Zellen durch Regulierung des PI3K/Akt-Signalwegs unterdrückt.
Ressourcen zur A431-Zelllinie: Protokolle, Videos und mehr
Die folgenden Ressourcen bieten praktische Anleitungen für die Arbeit mit A431-Zellen im Labor.
- Transfektion von A-431-Zellen – Eine Schritt-für-Schritt-Videoanleitung zur Transfektion von A431-Krebszellen.
- A431-Krebszelllinie – Cytion-Produktseite – Vollständige Informationen zur Zellkultur: Wachstumsmedium, Aussaatdichte, Passagierung, Kryokonservierung und Qualitätszertifikate.
- A431-Zellkulturprotokoll – Ein prägnantes externes Protokoll zur Kultivierung der A431-Zelllinie von Bio-Protocol.
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