ARPE-19-Zellen - Ein spezieller Blick auf die Forschung mit retinalen Pigmentepithelzellen (ARPE-19)
ARPE-19 sind vom Menschen stammende, spontan entstandene retinale Pigmentepithelzellen. Sie werden zur Untersuchung verschiedener Aspekte der Netzhautbiologie, pathologischer Zustände und therapeutischer Eingriffe (Pharmakologie) verwendet. Dieser Artikel soll einen umfassenden Einblick in die immortalisierten ARPE-19-Zellen geben. Es werden vor allem die allgemeinen Merkmale, die Kulturbedingungen und die verschiedenen Forschungsanwendungen der Zelllinie erörtert. Durch die Lektüre dieses Artikels erhalten Sie ein umfassendes Verständnis von:
- ARPE-19-Zellen: Herkunft und allgemeine Eigenschaften
- ARPE-19-Zelllinie: Informationen zur Kultivierung
- Vorteile und Grenzen von ARPE-19-Zellen
- Anwendungen der ARPE-19-Zelllinie in der Forschung
- ARPE-19-Zellen: Veröffentlichungen zur Forschung
- Ressourcen für die ARPE-19-Zelllinie: Protokolle, Videos und mehr
1. ARPE-19-Zellen: Herkunft und allgemeine Eigenschaften
Die Kenntnis der Herkunft und der allgemeinen Eigenschaften einer Zelllinie ist für ihren effektiven Einsatz in der Forschung unabdingbar. In diesem Artikel werden alle Informationen über die ARPE-Zelllinie behandelt. Zum Beispiel: Was ist die ARPE-19-Zelllinie? Warum werden ARPE-19-Zellen verwendet? Was ist die ARPE-19/HPV-16-Zelllinie? Sind ARPE-19-Zellen unsterblich? Was ist die Morphologie und Größe von ARPE-19-Zellen?
- Die Linie der immortalisierten retinalen Pigmentepithelzellen, ARPE-19, wurde aus den Augen eines 19-jährigen Mannes gewonnen, der bei einem Unfall an einem Kopftrauma starb. Sie wurde 1986 von Amy Aotaki-Keen entwickelt.
- Diese Zellen exprimieren Marker für retinale Pigmentepithelzellen, d. h. CRALBP und RPE-65, was darauf hindeutet, dass sie stabile Monolayer bilden können, die durch morphologische und funktionelle Polarität gekennzeichnet sind.
- ARPE-19-Zellen besitzen eine epithelialzellähnliche Morphologie.
- ARPE-19-Zellen haben meist einen normalen Karyotyp mit Ausnahme einer Deletion und einer Addition im langen Arm von Chromosom 9 bzw. 19. Darüber hinaus werden auch einige Aneuploidien beobachtet [1].
2.aRPE-19-Zelllinie: Informationen zur Kultivierung
Grundlegende Informationen zur Zellkultur sind entscheidend für die richtige Handhabung und Pflege einer Zelllinie. In diesem Abschnitt erfahren Sie die wichtigsten Punkte zur Kultivierung der ARPE-19-Zelllinie. Sie werden wissen: Was ist die ARPE-19 Verdopplungszeit? Wie hoch ist die ARPE-19-Aussaatdichte? Wie hoch ist die ARPE-19-Zelldichte? Was ist ein ARPE-19 Gefriermedium? Wie kultiviert man die ARPE-19-Zelllinie?
Wichtige Punkte zur Kultivierung von ARPE-19-Zellen
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Verdopplungszeit der Population: |
Die Verdopplungszeit der ARPE-19-Zellen beträgt etwa 55-65 Stunden. Sie können bis zu 48 Populationsverdoppelungen durchlaufen. |
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Adhärent oder in Suspension: |
ARPE-19 ist eine adhärente Zelllinie. |
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Subkultivierungsverhältnis: |
Das Subkultivierungsverhältnis von ARPE-19 beträgt 1:3 bis 1:5. Adhärente Zellen werden mit 1x PBS gespült und 8 bis 10 Minuten lang mit einer Dissoziationslösung, Accutase, inkubiert. Die abgelösten Zellen werden mit frischem Medium versetzt und zentrifugiert. Das Zellpellet wurde erneut resuspendiert und in eine Kulturflasche mit frischem Medium gegeben. |
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Wachstumsmedium: |
Für die Kultivierung der ARPE-19-Zelllinie wird DMEM oder Ham's F12-Medium verwendet. Das ARPE-19-Medium ist mit 5 % FBS, 3,1 g/L Glucose, 15 mM HEPES, 1,6 mM L-Glutamin, 1,0 mM Natriumpyruvat und 1,2 g/L NaHCO3 angereichert. Das Medium wird 2 bis 3 Mal pro Woche ausgetauscht. |
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Wachstumsbedingungen: |
ARPE-19-Zellen werden in einem befeuchteten Inkubator bei einer Temperatur von 37°C und einer 5%igen CO2-Zufuhr gehalten. |
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Lagerung: |
Die Zelllinie kann in der Dampfphase von flüssigem Stickstoff oder bei Temperaturen unter -150°C gelagert werden, um die Lebensfähigkeit der Zellen langfristig zu erhalten. |
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Einfrierprozess und Medium: |
Als Gefriermedium für ARPE-19 werden CM-1 oder CM-ACF verwendet. Die Zellen werden mit einem langsamen Gefrierverfahren eingefroren, das eine Temperaturabnahme von nur 1 °C pro Minute erlaubt und die Zellen vor einem Schock schützt. |
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Auftauprozess: |
Die Zellen werden in einem auf 37 °C voreingestellten Wasserbad aufgetaut. Nachdem ein kleiner Eisklumpen übrig geblieben ist, werden die Zellen in frisches Kulturmedium gegeben und zentrifugiert. Dadurch werden die gefrierenden Medienelemente entfernt. Anschließend wird das Zellpellet resuspendiert, und die Zellen werden zur Kultivierung in einen Kolben gegeben. |
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Biosicherheitsstufe: |
ARPE-19-Zellen werden in Labors der Biosicherheitsstufe 1 gehandhabt. |
3.vorteile und Beschränkungen von ARPE-19-Zellen
ARPE-19-Zellen werden häufig in zellbiologischen Studien der Netzhaut verwendet. Wie andere Zellen haben auch sie einige Vorteile und Einschränkungen. Einige davon sind in diesem Abschnitt aufgeführt:
Vorteile
Zu den wichtigsten Vorteilen der ARPE-19-Zelllinie gehören:
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Zellmodell der Netzhaut |
ARPE-19-Zellen sind den menschlichen Pigmentepithelzellen der Netzhaut sehr ähnlich und eignen sich daher ideal für die Untersuchung von Netzhauterkrankungen und die Prüfung von Medikamenten. |
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Stabile Wachstumsrate |
Diese Zellen weisen ein stabiles Wachstum auf und können über längere Zeiträume erhalten werden, was Langzeitexperimente erleichtert. |
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Transfektionseignung |
Die ARPE-19-Zelllinie ist ein ausgezeichneter Transfektionswirt, der sowohl für transiente als auch für stabile Expressionsstudien verwendet wird. |
Beschränkungen
Im Folgenden werden einige Einschränkungen im Zusammenhang mit der ARPE-19-Zelllinie genannt:
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Begrenzte Differenzierung |
Die Differenzierung von ARPE-19 ist im Vergleich zu primären Netzhautzellen begrenzt. Dies kann sich möglicherweise auf bestimmte Studien zur Differenzierung auswirken. |
4.anwendungen der ARPE-19-Zelllinie in der Forschung
Die ARPE-19-Zelllinie hat zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten in der Netzhautforschung. Im Folgenden wird auf einige spezifische und wichtige Forschungsanwendungen dieser retinalen Pigmentepithelzelllinie eingegangen.
- Erforschung von Netzhauterkrankungen: ARPE-19-Zellen bieten wertvolle Einblicke in die Pathogenese der Netzhaut. Forscher nutzen die Zellen, um Krankheitsmechanismen und mögliche Behandlungen zu untersuchen. In einer 2020 durchgeführten Studie wurde festgestellt, dass die zirkuläre RNA hsa_circ_0041795 mit der miRNA-646 und VEGFC interagiert, um die durch hohe Glukose induzierte Schädigung in menschlichen retinalen Pigmentepithelzellen ARPE-19 zu erleichtern. Daher schlägt die Studie diese zirkuläre RNA als wirksames therapeutisches und diagnostisches Ziel zur Bekämpfung der diabetischen Retinopathie vor [2]. In ähnlicher Weise verwendeten Jing Yang und Kollegen ARPE-19-Zellen und gaben Einblicke in die Pathogenese der diabetischen Retinopathie. Sie untersuchten, dass die Hemmung der lncRNA SNHG1 (Small Nucleolar RNA Host Gene 1) die Entzündungsreaktion und den Übergang von Epithel zu Mesenchym in ARPE-19-Zellen, die mit hoher Glukose behandelt wurden, unterdrücken kann [3].
- Medikamententests: ARPE-19-Zellen werden zur Bewertung der Wirksamkeit und Sicherheit von Arzneimitteln und Wirkstoffen verwendet und tragen so zur Entwicklung von Behandlungen oder Therapien für Netzhauterkrankungen bei. So wurde beispielsweise in einer 2019 durchgeführten Studie die schützende Wirkung von Bioaktivstoffen aus Syzygium malaccense gegen Wasserstoffperoxid-induzierten Stress in menschlichen retinalen Pigmentepithelzellen (ARPE-19) festgestellt [4]. Anschließend wurde in einer Studie die therapeutische Rolle des Extrakts von Prunella vulgaris var. L gegen durch Blaulicht verursachte Schäden in ARPE-19-Zellen und im Mausmodell festgestellt [5].
5.aRPE-19-Zellen: Forschungspublikationen
Im Folgenden finden Sie einige interessante Forschungspublikationen, die sich mit den retinalen Pigmentepithelzellen ARPE-19 beschäftigen.
Bewertung der microRNA-Reaktionen in ARPE-19-Zellen auf oxidativen Stress
Dieser Forschungsartikel wurde 2018 in der Zeitschrift Cutaneous and Ocular Toxicology veröffentlicht. In dieser Studie wurde die miRNA-Expression als Reaktion auf oxidativen Stress bewertet, der in menschlichen ARPE-19-Pigmentepithelzellen der Netzhaut durch die Behandlung mit Wasserstoffperoxid induziert wird.
In dieser Veröffentlichung im World Journal of Stem Cells (2021) wird vorgeschlagen, dass das konditionierte Medium von ARPE-19-Zellen Wachstumsfaktoren enthält, die die neurale Differenzierung von mesenchymalen Stammzellen aus Fettgewebe fördern.
Diese Studie wurde im International Journal of Molecular Sciences (2019) veröffentlicht. Sie besagt, dass Quercetin die IL-1β-stimulierte Freisetzung von Chemokinen in ARPE-19-Zellen schützt, indem es die Aktivierung von MAPK- und NF-κB-Kaskaden verhindert, um die Entzündungsreaktion zu verbessern.
Dieser Forschungsartikel wurde im International Journal of Molecular Sciences (2018) veröffentlicht. Diese Studie untersuchte die möglichen Auswirkungen von oxidativem Stress und Entzündungen auf die Funktionen von SIRT1 (Sirtuin 1) und DNMTs (DNA-Methyltransferasen) sowie auf die LINE-1-Methylierung (Long Interspersed Nuclear Element-1) in ARPE-19-Zellen.
In diesem Artikel in Antioxidants (2022) wird festgestellt, dass Chrysanthemum boreale Blütenextrakte eine schützende Wirkung gegen N-Retinyliden-N-Retinylethanolamin (A2E) induzierte Netzhautschäden in ARPE-19-Zellen ausüben.
6.ressourcen für die ARPE-19-Zelllinie: Protokolle, Videos und mehr
ARPE-19 ist eine weit verbreitete retinale Epithelzelllinie. Die verfügbaren Ressourcen für die Kultivierung von ARPE-19-Zellen und Transfektionsprotokolle sind hier aufgeführt:
- ARPE-19-Transfektion: Dieses Video ist eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zum Erlernen des Transfektionsprotokolls für die ARPE-19-Zelllinie.
Hier finden Sie einige Ressourcen, die das ARPE-19-Zellkulturprotokoll beschreiben:
- ARPE-19-Zellkulturprotokoll: Dieser Link enthält Informationen über die Kultivierung und Pflege von ARPE-19-Zellen. Er enthält Informationen über das ARPE-19-Medium, die Kultivierungsbedingungen, Protokolle für die Subkultivierung und den Umgang mit proliferativen und kryokonservierten Kulturen.
Referenzen
- Schnichels, S., et al., Retina in einer Schale: Zellkulturen, Netzhautexplantate und Tiermodelle für häufige Erkrankungen der Netzhaut. Fortschritte in der Netzhaut- und Augenforschung, 2021. 81: p. 100880.
- Sun, H. und X. Kang, hsa_circ_0041795 trägt zur Schädigung menschlicher retinaler Pigmentepithelzellen (ARPE 19) bei, die durch hohe Glukose induziert wird, indem es miR-646 abschwämmt und die VEGFC aktiviert. Gene, 2020. 747: p. 144654.
- Yang, J., et al., Silenced SNHG1 Inhibited Epithelial-Mesenchymal Transition and Inflammatory Response of ARPE-19 Cells Induced by High Glucose. J Inflamm Res, 2021. 14: p. 1563-1573.
- Arumugam, B., et al., Protective effect of myricetin derivatives from Syzygium malaccense against hydrogen peroxide-induced stress in ARPE-19 cells. Molecular Vision, 2019. 25: p. 47.
- Kim, J., K. Cho, and S.-Y. Choung, Protective effect of Prunella vulgaris var. L extract against blue light induced damages in ARPE-19 cells and mouse retina. Freie Radikale Biologie und Medizin, 2020. 152: p. 622-631.