ARPE-19-Zellen – Ein spezialisierter Einblick in die Forschung an retinalen Pigmentepithelzellen mit ARPE-19
ARPE-19 sind spontan entstandene, aus Menschen gewonnene Retinalpigmentepithelzellen. Sie werden zur Untersuchung verschiedener Aspekte der Netzhautbiologie, pathologischer Zustände und therapeutischer Interventionen (Pharmakologie) verwendet. Dieser Artikel soll umfassende Einblicke in die immortalisierten ARPE-19-Zellen vermitteln. Im Mittelpunkt stehen dabei die allgemeinen Eigenschaften, die Kulturbedingungen und die vielfältigen Forschungsanwendungen der Zelllinie. Wenn Sie diesen Artikel lesen, erhalten Sie daher ein gründliches Verständnis für:
- Wachstumsmedium
- Zur Kultivierung der ARPE-19-Zelllinie wird DMEM- oder Ham’s F12-Medium verwendet. Das ARPE-19-Medium wird mit 5 % FBS, 3,1 g/l Glukose, 15 mM HEPES, 1,6 mM L-Glutamin, 1,0 mM Natriumpyruvat und 1,2 g/l NaHCO₃ ergänzt. Das Medium wird 2 bis 3 Mal pro Woche gewechselt.
- Verdopplungszeit
- Die Verdopplungszeit von ARPE-19 beträgt etwa 55–65 Stunden. Es können bis zu 48 Populationsverdopplungen stattfinden.
- Wachstumsart
- ARPE-19 ist eine adhärente Zelllinie.
- Biologische Sicherheitsstufe
- BSL-1
- Erhältlich bei
- Cytion – ARPE-19 bestellen
- ARPE-19-Zellen: Herkunft und allgemeine Eigenschaften
- ARPE-19-Zelllinie: Informationen zur Kultivierung
- Vorteile und Einschränkungen von ARPE-19-Zellen
- Anwendungen der ARPE-19-Zelllinie in der Forschung
- ARPE-19-Zellen: Forschungsveröffentlichungen
- Ressourcen zur ARPE-19-Zelllinie: Protokolle, Videos und mehr
- ARPE-19-Zellen: Herkunft und allgemeine Eigenschaften
- ARPE-19-Zelllinie: Informationen zur Kultivierung
- Vorteile und Einschränkungen von ARPE-19-Zellen
- Anwendungen der ARPE-19-Zelllinie in der Forschung
- 5. ARPE-19-Zellen: Forschungsveröffentlichungen
- Ressourcen zur ARPE-19-Zelllinie: Protokolle, Videos und mehr
- Häufig gestellte Fragen
ARPE-19-Zellen: Herkunft und allgemeine Eigenschaften
Die Kenntnis der Herkunft und der allgemeinen Eigenschaften einer Zelllinie ist für deren effektive Nutzung in der Forschung unerlässlich. Dieser Abschnitt des Artikels behandelt alle Informationen zur ARPE-Zelllinie. 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? Wie sehen die ARPE-19-Zellen aus und wie groß sind sie?
- Die immortalisierte Retinalpigmentepithelzelllinie ARPE-19 wurde aus den Augen eines 19-jährigen Mannes gewonnen, der bei einem Unfall an einem Schädeltrauma verstorben war. Sie wurde 1986 von Amy Aotaki-Keen etabliert.
- Diese Zellen exprimieren Marker für Retinalpigmentepithelzellen, d. h. CRALBP und RPE-65, was darauf hindeutet, dass sie stabile Monoschichten bilden können, die durch morphologische und funktionelle Polarität gekennzeichnet sind.
- ARPE-19-Zellen weisen eine epithelioidartige Morphologie auf.
- ARPE-19-Zellen weisen größtenteils einen normalen Karyotyp auf, mit Ausnahme einer Deletion bzw. einer Addition im langen Arm von Chromosom 9 bzw. 19. Darüber hinaus werden auch einige Aneuploidien beobachtet [1].
ARPE-19-Zelllinie: Informationen zur Kultivierung
Grundlegende Informationen zur Zellkultur sind für den richtigen Umgang mit und die Pflege einer Zelllinie entscheidend. In diesem Abschnitt erfahren Sie die wichtigsten Punkte zur Kultivierung der ARPE-19-Zelllinie. Sie erfahren: Was ist die Verdopplungszeit von ARPE-19? Wie hoch ist die Aussaatdichte von ARPE-19? Wie hoch ist die Zelldichte von ARPE-19? Was ist das Einfriermedium für ARPE-19? Wie kultiviert man die ARPE-19-Zelllinie?
Wichtige Punkte zur Kultivierung von ARPE-19-Zellen
Verdopplungszeit der Population:
Die Verdopplungszeit von ARPE-19 beträgt etwa 55–65 Stunden. Es können bis zu 48 Populationsverdopplungen stattfinden.
Adhärent oder in Suspension:
ARPE-19 ist eine adhärente Zelllinie.
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 der 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.
Wachstumsmedium:
Zur Kultivierung der ARPE-19-Zelllinie wird DMEM- oder Ham’s F12-Medium verwendet. Das ARPE-19-Medium wird mit 5 % FBS, 3,1 g/l Glukose, 15 mM HEPES, 1,6 mM L-Glutamin, 1,0 mM Natriumpyruvat und 1,2 g/l NaHCO₃ ergänzt. Das Medium wird 2- bis 3-mal pro Woche ausgetauscht.
Wachstumsbedingungen:
ARPE-19-Zellen werden in einem befeuchteten Inkubator bei einer Temperatur von 37 °C und einer CO₂-Zufuhr von 5 % gehalten.
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.
Einfrierverfahren und Medium:
Als Einfriermedien für ARPE-19 werden CM-1 oder CM-ACF verwendet. Kurz gesagt werden die Zellen mittels einer langsamen Einfriermethode eingefroren, bei der die Temperatur nur um 1 °C pro Minute sinkt, um die Zellen vor einem Schock zu schützen.
Auftauprozess:
Die Zellen werden in einem auf 37 °C voreingestellten Wasserbad aufgetaut. Nachdem nur noch ein kleiner Eisklumpen übrig ist, werden die Zellen in frisches Kulturmedium gegeben und zentrifugiert. Dadurch werden die Gefriermedienbestandteile entfernt. Anschließend wird das Zellpellet resuspendiert und die Zellen werden zur Kultivierung in eine Flasche gegeben.
Biosicherheitsstufe:
ARPE-19-Zellen werden in Laboren der Biosicherheitsstufe 1 gehandhabt.
Vorteile und Einschränkungen von ARPE-19-Zellen
ARPE-19-Zellen finden in der Netzhautzellbiologie breite Anwendung. Wie andere Zellen auch weisen sie einige Vorteile und Einschränkungen auf. Einige davon sind in diesem Abschnitt aufgeführt:
Vorteile
Zu den wichtigsten Vorteilen der ARPE-19-Zelllinie gehören:
Netzhautzellmodell
ARPE-19-Zellen ähneln stark den menschlichen retinalen Pigmentepithelzellen, was sie ideal für die Erforschung von Netzhauterkrankungen und für Arzneimitteltests macht.
Stabile Wachstumsrate
Diese Zellen weisen ein stabiles Wachstum auf und können über längere Zeiträume kultiviert werden, was Langzeitexperimente ermöglicht.
Transfektionsfähigkeit
Die ARPE-19-Zelllinie ist ein hervorragender Transfektionswirt und wird sowohl in Studien zur transienten als auch zur stabilen Expression weit verbreitet eingesetzt.
Einschränkungen
Hier sind einige Einschränkungen im Zusammenhang mit der ARPE-19-Zelllinie:
Eingeschränkte Differenzierung
Die Differenzierung von ARPE-19 ist im Vergleich zu primären Netzhautzellen eingeschränkt. Dies kann sich möglicherweise auf bestimmte differenzierungsbezogene Studien auswirken.
Anwendungen der ARPE-19-Zelllinie in der Forschung
Die ARPE-19-Zelllinie findet zahlreiche Anwendungen in der Netzhautforschung. Hier haben wir einige spezifische und bedeutende Forschungsanwendungen dieser retinalen Pigmentepithelzelllinie vorgestellt.
- Forschung zu Netzhauterkrankungen: ARPE-19-Zellen liefern wertvolle Einblicke in die Pathogenese von Netzhauterkrankungen. Forscher nutzen die Zellen, um Krankheitsmechanismen und potenzielle Behandlungsmethoden zu untersuchen. Eine im Jahr 2020 durchgeführte Studie ergab, dass die zirkuläre RNA hsa_circ_0041795 mit miRNA-646 und VEGFC interagiert und so die durch hohen Glukosespiegel verursachten Schädigungen in menschlichen Retinalpigmentepithelzellen (ARPE-19) begünstigt. 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 lieferten Einblicke in die Pathogenese der diabetischen Retinopathie. Sie untersuchten, dass die Hemmung der lncRNA SNHG1 (Small Nucleolar RNA Host Gene 1) die Entzündungsreaktion und die epitheliale-mesenchymale Transition von mit hohem Glukosespiegel behandelten ARPE-19-Zellen unterdrücken kann [3].
- Arzneimitteltests: ARPE-19-Zellen werden zur Bewertung der Wirksamkeit und Sicherheit von Arzneimitteln und Wirkstoffen eingesetzt und tragen so zur Entwicklung von Behandlungen oder Therapien für Netzhauterkrankungen bei. So ergab beispielsweise eine 2019 durchgeführte Studie, dass bioaktive Substanzen aus Syzygium malaccense eine schützende Wirkung gegen durch Wasserstoffperoxid induzierten Stress in menschlichen retinalen Pigmentepithelzellen (ARPE-19) haben [4]. Im Anschluss daran zeigte eine Studie die therapeutische Wirkung eines Extrakts aus Prunella vulgaris var. L gegen durch blaues Licht verursachte Schädigungen in ARPE-19-Zellen und einem Mausmodell [5].
5. ARPE-19-Zellen: Forschungsarbeiten
Im Folgenden finden Sie einige interessante Forschungsveröffentlichungen zu den ARPE-19-Retinalpigmentepithelzellen.
Bewertung der microRNA-Reaktionen in ARPE-19-Zellen auf oxidativen Stress
Dieser Forschungsartikel wurde 2018 in der Fachzeitschrift „Cutaneous and Ocular Toxicology“ veröffentlicht. In dieser Studie wurde die miRNA-Expression als Reaktion auf oxidativen Stress untersucht, der in menschlichen ARPE-19-Retinalpigmentepithelzellen durch Behandlung mit Wasserstoffperoxid induziert wurde.
Diese Veröffentlichung im „World Journal of Stem Cells“ (2021) legte nahe, dass konditioniertes ARPE-19-Zellmedium Wachstumsfaktoren enthält, die die neuronale Differenzierung von aus Fettgewebe gewonnenen mesenchymalen Stammzellen fördern.
Diese Studie wurde im International Journal of Molecular Sciences (2019) veröffentlicht. Darin wird festgestellt, dass Quercetin die durch IL-1β stimulierte Freisetzung von Chemokinen in ARPE-19-Zellen verhindert, indem es die Aktivierung der MAPK- und NF-κB-Kaskaden unterbindet und so die Entzündungsreaktion dämpft.
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.
Dieser Artikel in Antioxidants (2022) kam zu dem Ergebnis, dass Blütenextrakte von Chrysanthemum boreale eine schützende Wirkung gegen durch N-Retinyliden-N-retinylethanolamin (A2E) induzierte Netzhautschäden in ARPE-19-Zellen ausüben.
Ressourcen zur ARPE-19-Zelllinie: Protokolle, Videos und mehr
ARPE-19 ist eine weit verbreitete Netzhautepithelzelllinie. Die verfügbaren Ressourcen zu ARPE-19-Zellkultivierungs- und Transfektionsprotokollen sind hier aufgelistet:
- 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 zur Kultivierung und Pflege von ARPE-19-Zellen. Er umfasst Informationen zum ARPE-19-Medium, zu den Kultivierungsbedingungen, zu Protokollen für die Subkultivierung sowie zum Umgang mit proliferativen und kryokonservierten Kulturen.
Referenzen
- Schnichels, S., et al., Retina in a dish: Zellkulturen, Netzhautexplantate und Tiermodelle für häufige Erkrankungen der Netzhaut. Fortschritte in der Netzhaut- und Augenforschung, 2021. 81: S. 100880.
- Sun, H. und X. Kang, hsa_circ_0041795 trägt zur Schädigung menschlicher retinaler Pigmentepithelzellen (ARPE 19) bei, die durch hohen Glukosespiegel induziert wird, indem es miR-646 bindet und VEGFC aktiviert. Gene, 2020. 747: S. 144654.
- Yang, J. et al., Die Silenzierung von SNHG1 hemmte die durch hohen Glukosespiegel induzierte epitheliale-mesenchymale Transition und Entzündungsreaktion von ARPE-19-Zellen. J Inflamm Res, 2021. 14: S. 1563–1573.
- Arumugam, B., et al., Schützende Wirkung von Myricetin-Derivaten aus Syzygium malaccense gegen durch Wasserstoffperoxid induzierten Stress in ARPE-19-Zellen. Molecular Vision, 2019. 25: S. 47.
- Kim, J., K. Cho und S.-Y. Choung, Schützende Wirkung von Prunella vulgaris var. L-Extrakt gegen durch blaues Licht induzierte Schäden in ARPE-19-Zellen und der Netzhaut von Mäusen. Free Radical Biology and Medicine, 2020. 152: S. 622–631.