CHO-K1-Zellen: Ein fester Bestandteil biotechnologischer Forschungsanwendungen
CHO-K1-Zellen stammen von der Chinese-Hamster-Ovarialzelllinie (CHO) ab. Sie werden in der industriellen Biotechnologie in großem Umfang zur Herstellung von Biopharmazeutika und anderen rekombinanten Proteinen eingesetzt. Darüber hinaus wird die CHO-K1-Zelllinie auch in der toxikologischen Forschung verwendet. Forscher manipulieren diese Zellen genetisch, um die Glykosylierung zu verbessern, die Apoptose zu reduzieren und die Gesamtproduktivität zu steigern.
- Wachstumsmedium
- Zur Kultivierung von CHO-K1-Zellen wird Ham's F12-Wachstumsmedium verwendet, das mit 10 % FBS, 1,0 mM stabilem Glutamin, 1,0 mM Natriumpyruvat und 1,1 g/l NaHCO₃ ergänzt ist. Das Medium sollte zwei- bis dreimal pro Woche gewechselt werden.
- Verdopplungszeit
- Die Verdopplungszeit von CHO-K1 beträgt etwa 22 Stunden.
- Wachstumsart
- CHO-K1-Zellen sind adhärent. Sie können jedoch genetisch so verändert werden, dass sie zu CHO-K1-Suspensionszellen werden.
- Sicherheitsstufe
- BSL-1
- Erhältlich bei
- Cytion — CHO-K1 bestellen
- Herkunft und allgemeine Eigenschaften: CHO-K1-Zellen
- CHO-K1-Zelllinie: Informationen zur Kultivierung
- Vorteile und Einschränkungen von CHO-K1-Zellen
- Anwendungen der CHO-K1-Zelllinie in der Forschung
- 5. CHO-K1-Zellen: Forschungsveröffentlichungen
- Ressourcen zur CHO-K1-Zelllinie: Protokolle, Videos und mehr
- Häufig gestellte Fragen
Herkunft und allgemeine Eigenschaften: CHO-K1-Zellen
Die allgemeinen Eigenschaften und die Herkunft einer Zelllinie bestimmen ihre Verwendung in der Forschung. In diesem Abschnitt erfahren Sie mehr über die Herkunft und die Merkmale der bekannten CHO-K1-Zelllinie. Sie erfahren: Woher stammt die CHO-K1-Zelle? Wie groß sind CHO-K1-Zellen? Wie lautet die vollständige Bezeichnung der CHO-K1-Zelllinie? Wie sieht die Morphologie der CHO-K1-Zellen aus?
- CHO-K1 oder die chinesische Hamster-Ovarialzelllinie K1 ist ein Subklon der ursprünglichen CHO-Zellen, die 1957 aus der Biopsie eines Eierstocks einer erwachsenen weiblichen chinesischen Hamsterin gewonnen wurden. Die ursprüngliche Zelllinie wurde von T.T. Puck und Kollegen an der University of Colorado Medical School in Denver, USA, entwickelt [1].
- Die CHO-K1-Zelllinie weist eine epithelähnliche Morphologie auf.
- Der Durchmesser von CHO-K1-Zellen beträgt etwa 0,001 Millimeter. Interessanterweise sind die Zellen anfangs groß, werden jedoch mit der Zeit kleiner.
- Das CHO-K1-Genom besteht aus einer ähnlichen Anzahl von Chromosomen wie menschliche Zellen. Sie weisen diploide Karyotypen auf und haben nur wenige chromosomale Anomalien.
CHO-K1- vs. CHO-S-Zelllinie
Beide Zelllinien sind CHO-Derivate. Sie unterscheiden sich in der Art und Weise, wie diese Zellen wachsen und sich vermehren. CHO-S-Zellen sind an das Wachstum in Kulturen angepasst, während CHO-K1 genetisch manipuliert werden kann, um adhärente und Suspensionszellen zu produzieren.
CHO-K1-Zelllinie: Informationen zur Kultivierung
Die CHO-K1-Zelllinie wird in der industriellen Biotechnologieforschung weit verbreitet eingesetzt. Es handelt sich um leicht zu pflegende Zelllinien. Die Kenntnis der wichtigsten Punkte zur Kultivierung von CHO-K1-Zellen kann Ihnen die Arbeit erleichtern. Dieser Abschnitt hilft Ihnen dabei, Folgendes zu erfahren: Sind CHO-K1-Zellen adhärent? Wie lang ist die Verdopplungszeit von CHO-K1-Zellen? Welches Medium wird für die CHO-Zellkultur verwendet? Wie hoch ist die Aussaatdichte von CHO-K1-Zellen?
Wichtige Punkte für die Kultivierung von CHO-K1-Zellen
Verdopplungszeit der Population:
Die Verdopplungszeit von CHO-K1-Zellen beträgt etwa 22 Stunden.
Adhärent oder in Suspension:
CHO-K1-Zellen sind adhärent. Sie können jedoch genetisch so verändert werden, dass sie zu CHO-K1-Suspensionszellen werden.
Aussaatdichte:
Die Aussaatdichte von CHO-K1 beträgt 1 × 10⁴ Zellen/cm². Bei dieser Dichte bilden die Zellen in etwa 6 Tagen eine konfluente Schicht. Bei adhärenten Zellen werden die Zellen mit 1× PBS gespült und 8 bis 10 Minuten bei Raumtemperatur inkubiert. Die dissoziierten Zellen werden in frisches Medium gegeben und zentrifugiert. Die geernteten Zellen werden resuspendiert und zur Kultivierung in die neue Flasche überführt.
Wachstumsmedium:
Zur Kultivierung von CHO-K1-Zellen wird Ham's F12-Wachstumsmedium verwendet, das mit 10 % FBS, 1,0 mM stabilem Glutamin, 1,0 mM Natriumpyruvat und 1,1 g/l NaHCO3 ergänzt ist. Das Medium sollte 2 bis 3 Mal pro Woche gewechselt werden.
Wachstumsbedingungen:
CHO-K1-Kulturen werden in einem befeuchteten Inkubator bei 37 °C und einer CO₂-Zufuhr von 5 % gehalten.
Lagerung:
Gefrorene CHO-K1-Zellen werden bei Temperaturen unter -150 °C oder in der Dampfphase von flüssigem Stickstoff gelagert.
Einfrierverfahren und Medium:
Zum Einfrieren von CHO-K1-Zellen werden die Einfriermedien CM-1 oder CM-ACF verwendet. Zum Einfrieren der CHO-K1-Zellen wird ein langsamer Einfrierprozess angewendet, bei dem die Temperatur schrittweise um 1 °C gesenkt wird.
Auftauprozess:
Gefrorene CHO-K1-Zellen werden in einem 37 °C warmen Wasserbad aufbewahrt, bis nur noch ein kleiner Eisklumpen übrig ist. Den aufgetauten Zellen wird frisches Kulturmedium hinzugefügt und sie werden in einen neuen Kolben mit Kulturmedium in einer Dichte von 5 × 10⁴ Zellen/cm² überführt. Es dauert etwa 24 bis 48 Stunden, bis sich die Zellen wieder vollständig erholt haben.
Sicherheitsstufe:
CHO-K1-Kulturen werden in Laboren der Biosicherheitsstufe 1 gehandhabt und gepflegt.
Vorteile und Einschränkungen von CHO-K1-Zellen
CHO-K1 ist ein unschätzbares Forschungswerkzeug. Durch ihre einzigartige Kombination aus Vorteilen und Einschränkungen unterscheidet sie sich von anderen Zelllinien. In diesem Abschnitt wurden einige Vor- und Nachteile der CHO-K1-Zelllinie erörtert.
Vorteile
Zu den Hauptvorteilen der CHO-K1-Zelllinie gehören:
Transfektionsfähigkeit
CHO-K1-Zellen werden häufig in Transfektionsstudien eingesetzt. Sie können durch verschiedene physikalische und chemische Verfahren sowohl transient als auch stabil transfiziert werden. Aufgrund ihrer hohen Transfektionsfähigkeit werden CHO-K1-Zellen in großem Umfang zur Herstellung von rekombinanten Proteinen und anderen Biopharmazeutika verwendet.
Schnelle Wachstumsrate und einfache Kultivierung
Die Verdopplungszeit von CHO-K1-Zellen beträgt nur 22 Stunden, sodass sie eine hohe Wachstumsrate aufweisen und ideal für den Einsatz in der industriellen Biotechnologie sind. Darüber hinaus eignet sich die Suspensionskultur von CHO-K1-Zellen hervorragend für die Herstellung großer Mengen an Biopharmazeutika. Außerdem lassen sie sich im Labor leicht kultivieren und pflegen und erfordern keine aufwendigen Kulturbedingungen oder -verfahren.
Geringe Häufigkeit chromosomaler Anomalien
CHO-K1 ist ein gut charakterisiertes und etabliertes Modellsystem. Das CHO-K1-Genom ist stabil und weist nur wenige chromosomale Anomalien auf. Daher sind sie ideale Wirte für die Herstellung rekombinanter Proteine.
Einschränkungen
Hier sind einige Einschränkungen der CHO-K1-Zelllinie:
Nicht-menschlicher Ursprung
Obwohl CHO-K1-Zellen die Fähigkeit besitzen, menschenähnliche Glykosylierungsmuster zu bilden, sind sie nicht-menschlichen Ursprungs. Dies könnte bei der Untersuchung hochgradig menschenspezifischer Zellprozesse und der Immunogenität von Therapeutika ein Problem darstellen.
Heterogenität
CHO-K1-Zellen können innerhalb derselben Population leicht unterschiedliche genetische Merkmale aufweisen, was zu genetischer Heterogenität führt. Dies kann die Zellfunktionen beeinträchtigen und zu Schwankungen in den Proteinexpressionsniveaus führen, was möglicherweise die Reproduzierbarkeit der Versuchsergebnisse beeinflusst.
Anwendungen der CHO-K1-Zelllinie in der Forschung
Die CHO-K1-Zelllinie findet zahlreiche Anwendungen in der industriellen Biotechnologie und der toxikologischen Forschung. Hier haben wir einige spezifische Anwendungen erläutert.
- Produktion rekombinanter Proteine: CHO-K1-Zellen sind unschätzbare Forschungswerkzeuge für die Produktion rekombinanter Proteine, darunter Antikörper, therapeutische Proteine und Enzyme. Ihre hohe Wachstumsrate und die einfachen Kultivierungsbedingungen tragen dazu bei, große Mengen rekombinanter Proteine mit korrekter Faltung und Glykosylierung zu produzieren. So wurden beispielsweise in einer von Kritika Gupta durchgeführten Studie CHO-K1-Zellen verwendet und stabil transfiziert, um einen rekombinanten monoklonalen Antikörper gegen den Tumornekrosefaktor-alpha (TNF-α) herzustellen [2]. Die Antikörperproduktion mit CHO-K1 ist sehr zuverlässig und praktisch. Forscher modifizieren diese Zellen zudem, um die Antikörperproduktion mit CHO-K1-Zellen zu verbessern. So wurden in einer Studie CHO-K1-Zellen genetisch manipuliert, um Antikörper mit einem hohen Anteil an a-fucosylierten, an Fc gebundenen N-Glykanen zu produzieren, was für ihre Effektor-Funktion wichtig ist [3].
- Toxikologische Forschung: Die CHO-K1-Zelle wird häufig für die Wirkstoffforschung und Screening-Assays verwendet. Sie kann zur Bewertung der Toxizität und Wirksamkeit potenzieller Medikamente eingesetzt werden. Darüber hinaus nutzen Forscher CHO-K1-Zellen, um Wechselwirkungen zwischen Wirkstoffen und Zielmolekülen zu untersuchen und den Arzneimittelstoffwechsel zu erforschen. Es wurden mehrere Studien durchgeführt, um die möglichen therapeutischen Wirkungen von Pflanzenextrakten, Verbindungen, Nanopartikeln, therapeutischen Proteinen und anderen Wirkstoffen unter Verwendung der CHO-K1-Zelllinie zu bewerten. Eine ähnliche Untersuchung wurde im Jahr 2022 durchgeführt, in der Forscher das zytotoxische Potenzial von flavonoidreichen Pflanzenextrakten in CHO-K1-Zellen maßen [4]. Ebenso bewertete eine von Ryan Deweese und Kollegen durchgeführte Forschungsstudie die Zytotoxizität von Extrakten aus Baptisia australis, Trifolium pratense und Rubus idaeus auf CHO-K1-Zellen aus dem Eierstock des Chinesischen Hamsters [5].
5. CHO-K1-Zellen: Forschungsarbeiten
Im Folgenden finden Sie einige interessante Forschungsveröffentlichungen zu CHO-K1-Zellen.
Diese in Molecular Biology Reports (2023) veröffentlichte Studie wies auf die positiven Auswirkungen der Überexpression des SIRT6-Gens auf die Lebensfähigkeit von CHO-K1-Zellen und die Antikörperexpression hin.
Diese Veröffentlichung erschien im Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers (2021). Die Forschungsergebnisse belegen das Potenzial von CRISPR-Cas13d zur genetischen Modifikation von CHO-K1-Zellen zur Verbesserung der Antikörperproduktion in Bezug auf Qualität und Quantität.
Dieser Forschungsartikel aus Nature Scientific Reports (2018) schlug Maltose als vielversprechende Energiequelle für die Kultivierung von CHO-K1-Zellen in einem proteinfreien Medium und zur Steigerung der Produktion rekombinanter monoklonaler Antikörper vor.
Diese Studie im Indonesian Journal of Cancer Chemoprevention (2018) verwendete CHO-K1-Zellen, um die potenziellen zytotoxischen und antigenotoxischen Wirkungen von Ethanolextrakt aus schwarzem Pfeffer allein und in Kombination mit Doxorubicin zu bewerten.
Diese Forschungsarbeit wurde 2019 in The Nucleus veröffentlicht. Darin bewerteten die Forscher das zytotoxische und genotoxische Potenzial von Silbernanopartikeln in der CHO-K1-Zelllinie.
Ressourcen zur CHO-K1-Zelllinie: Protokolle, Videos und mehr
CHO-K1 ist eine bekannte Zelllinie. Die verfügbaren Ressourcen mit Protokollen zur Kultivierung und Transfektion von CHO-K1 werden hier aufgeführt.
- CHO-K1-Transfektion: Unter diesem Link wird das Transfektionsprotokoll für CHO-K1 beschrieben. Es handelt sich um eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Transfektion von Plasmid-DNA in CHO-K1-Zellen unter Verwendung des Lipofectamine LTX-Reagenzes.
- Tutorial zur Transfektion von CHO-K1: Dieses Video erklärt das Verfahren zur transienten Transfektion von CHO-K1-Zellen im Detail.
Hier finden Sie einige Ressourcen, die das Zellkulturprotokoll für CHO-K1-Zellen beschreiben.
- CHO-K1-Zellen: Dieser Website-Link enthält nützliche Informationen zu CHO-K1-Zellen, darunter das Rezept für CHO-K1-Medien, die Subkultivierung und das Auftauprotokoll.
Referenzen
- Gamper, N., J.D. Stockand und M.S. Shapiro, Die Verwendung von Ovarialzellen des chinesischen Hamsters (CHO) bei der Untersuchung von Ionenkanälen. J Pharmacol Toxicol Methods, 2005. 51(3): S. 177–85.
- Gupta, K. et al., Eine stabile CHO-K1-Zelllinie zur Herstellung eines rekombinanten monoklonalen Antikörpers gegen TNF-α. Molecular Biotechnology, 2021. 63(9): S. 828–839.
- Popp, O., et al. Entwicklung einer prä-glykoengineerten CHO-K1-Wirtszelllinie für die Expression von Antikörpern mit verbesserter Fc-vermittelter Effektorfunktion. in MAbs. 2018. Taylor & Francis.
- Kurchatova, M., et al., Zytotoxizität von flavonoidhaltigen Pflanzenextrakten gegenüber der CHO-Zelllinie: eine vergleichende Studie. Cell and Tissue Biology, 2022. 16(1): S. 80–85.
- Deweese, R., et al., Zytotoxische Wirkungen von Extrakten aus Trifolium pratense, Baptisia australis und Rubus idaeus auf CHO-K1-Zellen. GSC Advanced Research and Reviews, 2021. 8(1): S. 128–139.