HK-2-Zellen – Untersuchung der Nierenfunktion und -pathologie mit HK-2-Zellen in der Nierenforschung
HK-2 ist eine immortalisierte menschliche Nierenepithelzelllinie, die häufig in der toxikologischen Forschung eingesetzt wird. Forscher untersuchen die Auswirkungen von Umweltgiften auf diese Nierenzellen. Darüber hinaus nutzen sie HK-2-Zellen auch zur Erforschung von Nierenerkrankungen und deren zugrunde liegenden Mechanismen.
- Wachstumsmedium
- Ein für Keratinozyten-Zelllinien geeignetes Medium, das 10 % fötales Rinderserum, 0,05 mg/ml Rinderhypophysenextrakt (BPE) und 5 ng/ml epidermalen Wachstumsfaktor (EGF) enthält, ist das ideale HK-2-Zellmedium. Das Medium sollte alle 2 bis 3 Tage ausgetauscht werden.
- Verdopplungszeit
- Die Verdopplungszeit für HK-2-Zellen liegt zwischen 47,3 h und 61,7 h.
- Wachstumsart
- Die HK-2-Nierenepithelzelllinie ist adhärent.
- Biologische Sicherheitsstufe
- BSL-2
- Erhältlich bei
- Cytion – HK-2 bestellen
- HK-2-Zellen: Herkunft und allgemeine Eigenschaften
- HK-2-Zelllinie: Informationen zur Kultivierung
- Vorteile und Einschränkungen von HK-2-Zellen
- Anwendungen der HK-2-Zelllinie in der Forschung
- 5. HK-2-Zellen: Forschungsveröffentlichungen
- Ressourcen zur HK-2-Zelllinie: Protokolle, Videos und mehr
- Häufig gestellte Fragen
HK-2-Zellen: Herkunft und allgemeine Eigenschaften
Die Herkunft und die allgemeinen Eigenschaften einer Zelllinie sind für die ordnungsgemäße Handhabung, Pflege und Verwendung einer Zelllinie unerlässlich. Dieser Abschnitt des Artikels behandelt folgende Themen: Was sind HK-2-Zellen in der menschlichen Niere 2? Welche Rolle spielt HK2? Was sind HK2-Zellen? Woher stammt die HK-2-Zelllinie? Wie groß sind HK-2-Zellen und wie sehen sie aus?
- Human-Kidney-2-Zellen (HK-2) sind eine Art von proximalen Tubuluszellen, die aus normalem Nierengewebe eines erwachsenen Europäers stammen. Die HK-2-Zelllinie wurde durch Transfektion von Nierenzellen mit einem rekombinanten Retrovirus etabliert, das die E6/E7-Gene des humanen Papillomavirus 16 enthält. Dieses Experiment führte zur Immortalisierung und Etablierung einer kontinuierlich wachsenden HK-2-Nierenepithelzelllinie.
- HK-2-Zellen weisen eine epitheliale Morphologie auf.
- Die Größe der HK-2-Zellen liegt im Bereich von 17,4 bis 18,6 µm im Durchmesser. Der mittlere Durchmesser beträgt 18,2 µm [1].
HK-2-Zelllinie: Informationen zur Kultivierung
Informationen zur Kultivierung der menschlichen Nieren-2-Zelllinie können Ihnen vor der Arbeit mit dieser Zelllinie sehr hilfreich sein. In diesem Abschnitt des Artikels werden wichtige Informationen zur HK-2-Zellkultur aufgeführt. Sie erfahren: Sind HK-2-Zellen adhärent? Wie lang ist die Verdopplungszeit von HK-2-Zellen? Welches Medium wird zur Kultivierung von HK-2-Zellen verwendet?
Wichtige Punkte zur Kultivierung von HK-2-Zellen
Verdopplungszeit der Population:
Die Verdopplungszeit für HK-2-Zellen liegt zwischen 47,3 h und 61,7 h.
Adhärent oder in Suspension:
Die HK-2-Nierenepithelzelllinie ist adhärent.
Subkultivierungsverhältnis:
HK-2-Zellen werden im Verhältnis 1:2 bis 1:4 subkultiviert. Adhärente HK-2-Zellen werden mit 1× PBS gewaschen und nach Zugabe der Accutase-Lösung 8 bis 10 Minuten bei Raumtemperatur inkubiert. Den dissoziierten Zellen wird Kulturmedium hinzugefügt und das Ganze zentrifugiert. Die gesammelten Zellen werden vorsichtig resuspendiert und zur Kultivierung in neue Flaschen überführt.
Wachstumsmedium:
Ein für HK-2-Zellen ideales Medium ist ein Keratinozyten-Zelllinienmedium, das 10 % fötales Rinderserum, 0,05 mg/ml Rinderhypophysenextrakt (BPE) und 5 ng/ml epidermalen Wachstumsfaktor (EGF) enthält. Das Medium sollte alle 2 bis 3 Tage einmal pro Woche ausgetauscht werden.
Wachstumsbedingungen:
Kulturen der menschlichen Nierenzelllinie HK-2 werden in einem befeuchteten Inkubator mit einer CO₂-Zufuhr von 5 % bei 37 °C gehalten.
Lagerung:
Gefrorene Zellen werden in der Dampfphase von flüssigem Stickstoff oder bei einer Temperatur unter -150 °C in einem Ultra-Tiefkühlschrank gelagert.
Einfrierverfahren und Medium:
CM-1- oder CM-ACF-Einfriermedien eignen sich ideal zum Einfrieren von HK-2-Zellen. Kurz gesagt wird ein langsames Einfrierverfahren gewählt, bei dem die Temperatur nur um 1 Grad Celsius pro Minute sinkt, um die Zellen vor einem Schock zu schützen.
Auftauprozess:
Gefrorene Zellen werden in einem auf 37 °C eingestellten Wasserbad aufgetaut. Diese Zellen werden mit frischem Kulturmedium versetzt und resuspendiert. Anschließend werden die Zellen in einen neuen Kolben mit Wachstumsmedium überführt. Nach 24 Stunden wird das Medium ausgetauscht, um Bestandteile des Gefriermediums zu entfernen.
Biosicherheitsstufe:
HK-2-Zellkulturen werden in Laboren der Biosicherheitsstufe 1 gehalten.
Vorteile und Einschränkungen von HK-2-Zellen
HK-2 ist eine weit verbreitete menschliche Epithelzelllinie des proximalen Tubulus. Wie andere Zelllinien auch weist sie einige Vorteile und Einschränkungen auf. In diesem Abschnitt werden einige wichtige Vor- und Nachteile der menschlichen Nierenzelllinie 2 erörtert.
Vorteile
Zu den wichtigsten Vorteilen der HK-2-Zelllinie gehören:
Gut charakterisiert
Die HK-2-Zelllinie ist hinsichtlich ihrer Morphologie, Größe und ihres Genoms umfassend charakterisiert. An diesen normalen Nierenzellen wurden zahlreiche Forschungsstudien durchgeführt.
Immortalisiert
HK-2 ist eine kontinuierliche Zelllinie mit einer verlängerten Lebensdauer, wodurch sie über mehrere Passagen hinweg vermehrt werden kann. Diese Eigenschaft gewährleistet eine kontinuierliche Versorgung mit Zellen für Laborexperimente.
Eigenschaften des Epithels des proximalen Tubulus
HK-2-Zellen weisen einen gut differenzierten Phänotyp auf, der für Zellen des proximalen Tubulus (PTCs) in der menschlichen Niere charakteristisch ist. Diese einzigartige Eigenschaft macht HK-2-Zellen zu einem wertvollen In-vitro-Modell für die Untersuchung der Nierenphysiologie, von Zellprozessen und Reaktionen auf verschiedene Reize.
Einschränkungen
Hier sind einige Einschränkungen der HK-2-Zelllinie:
In-vitro-Modell
HK-2 dient als In-vitro-Modell für normale Nierenzellen und weist insbesondere Merkmale von Epithelzellen des proximalen Tubulus auf. Es kann jedoch die Komplexität des menschlichen Nierengewebes und der in vivo vorgefundenen Mikroumgebung möglicherweise nicht vollständig nachbilden.
Anwendungen der HK-2-Zelllinie in der Forschung
Die HK-2-Zelllinie findet zahlreiche Anwendungen in der toxikologischen Forschung. Im Folgenden werden einige spezifische und bedeutende Forschungsanwendungen dieser humanen proximalen Tubulus-Zelllinie erläutert.
- Nierenphysiologie: HK-2-Zellen werden häufig zur Untersuchung der normalen Nierenphysiologie und -funktionen verwendet. Forscher nutzen diese Epithelzellen des proximalen Tubulus, um Ionenkanäle, Transportprozesse und andere zelluläre Mechanismen zu untersuchen, die die Nierenhomöostase regulieren. So untersuchten Forscher beispielsweise die Rolle von Transient-Receptor-Potential-Channel-6-Kanälen (TRPC6) bei der durch (+)-Conocarpan (CNCP), ein Neolignan, induzierten Zelltod in Nierenepithelzellen, HK-2 [2].
- Nierenerkrankungen: Die menschliche HK-2-Zelllinie wird zur Untersuchung verschiedener Nierenerkrankungen, z. B. akuter Nierenverletzung und diabetischer Nephropathie, sowie der ihnen zugrunde liegenden zellulären und molekularen Mechanismen genutzt. So ergaben Untersuchungen, dass der Methylierungsgrad des Klotho-Proteins mit Nierenschäden in Verbindung steht. Eine Verringerung der Methylierung des Klotho-Genpromotors kann dessen Expression verstärken und Nierenschäden lindern, die in diabetischen db/db-Mausmodellen und mit hohem Glukosegehalt behandelten HK-2-Zellen induziert wurden [3].
- Toxikologische Studien: HK-2-Zellen sind ein hervorragendes Forschungsinstrument zur Bewertung der potenziellen Auswirkungen verschiedener Medikamente, Chemikalien und Umweltschadstoffe. Die Studien können Forschern helfen, die Arzneimittelsicherheit und Nebenwirkungen auf Nierenzellen zu bewerten. So untersuchte beispielsweise eine 2022 veröffentlichte Studie die potenziellen Auswirkungen von Polysacchariden und wässrigem Extrakt der natürlichen Pflanze Polygonatum kingianum (PK) auf die durch Uran induzierte Nephrotoxizität in HK-2-Zellen. Sie fanden heraus, dass PK eine schützende Wirkung ausübt und einer Uranvergiftung in Nierenzellen vorbeugt [4].
5. HK-2-Zellen: Forschungsarbeiten
Im Folgenden finden Sie einige interessante Forschungsveröffentlichungen zu HK-2-Nierenepithelzellen.
Diese Studie in „Diabetes, Metabolic Syndrome, and Obesity“ (2022) legt nahe, dass die zirkuläre RNA HIPK3 die durch hohe Glukosetoxizität verursachte Hemmung der HK-2-Zellproliferation verringern kann. Darüber hinaus kann sie den Zelltod durch die Regulierung der miR-326/miR-487a-3p/SIRT1-Kaskade hemmen.
Diese in „Nanomedicine“ (2020) veröffentlichte Forschungsarbeit untersuchte unterschiedliche Toxizitätsmechanismen von Goldnanopartikeln (AuNPs) in 786-0-Krebszellen und HK-2-Epithelzellen des proximalen Tubulus.
Durch Glukose induzierte Toxizität in HK-2-Zellen kann durch Hemmung von miRNA-320c gemildert werden
Dieser Artikel wurde in Renal Failure (2022) veröffentlicht. Die Ergebnisse zeigen, dass microRNA-320c die durch hohen Glukosespiegel induzierte Toxizität in Nierenzellen (HK-2) reduzieren kann, indem es auf PTEN abzielt und die PI3K/AKT-Signalübertragung hemmt.
Diese Studie in Tissue Engineering Part A (2022) legt nahe, dass aus mesenchymalen Stammzellen stammende Exosomen den epithelial-mesenchymalen Übergang von HK-2-Nierenzellen verhindern.
LncRNA TapSAKI fördert Entzündungsschäden in HK-2-Zellen und durch Sepsis verursachte Nierenschäden
Ein Artikel im Journal of Pharmacy and Pharmacology (2019) besagt, dass lncRNA TapSAKI die Entzündungsreaktion und den Zelltod von HK-2-Zellen verstärkt, indem es den microRNA-22/PTEN/TLR4/NF-κB-Signalweg reguliert.
Ressourcen zur HK-2-Zelllinie: Protokolle, Videos und mehr
HK-2 ist eine bekannte Zelllinie. Hier finden Sie einige Ressourcen, die das HK-2-Zellkulturprotokoll beschreiben.
- HK-2-Zellkultur: Diese Website bietet umfangreiche Informationen zur HK-2-Zellkultur. Sie enthält beispielsweise ein Rezept für HK-2-Zellmedium, ein Passagierungsprotokoll sowie Protokolle für die Handhabung und Pflege von proliferativen und kryokonservierten Kulturen.
- Zellpassagierung: Dieses Video hilft Ihnen dabei, ein allgemeines Protokoll zur Teilung oder Passagierung von adhärenten Zelllinien zu erlernen.
Referenzen
- Handl, J., et al., Der Einfluss wiederholter Passagierungen auf die Anfälligkeit von humanen proximalen tubulären HK-2-Zellen gegenüber toxischen Verbindungen. Physiological Research, 2020. 69(4): S. 731.
- Yang, G., et al., Die Aktivierung von TRPC6-Kanälen trägt zum (+)-Conocarpan-induzierten apoptotischen Zelltod in HK-2-Zellen bei. Food and Chemical Toxicology, 2019. 129: S. 281–290.
- Yang, X.H., et al., EGCG mildert Nierenschäden durch Umkehrung der Klotho-Hypermethylierung bei diabetischen db/db-Mäusen und HK-2-Zellen. Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 2020. 2020.
- Li, W., et al., Schützende Wirkungen von Polygonatum kingianum-Polysacchariden und wässrigem Extrakt auf die durch Uran induzierte Toxizität in menschlichen Nierenzellen (HK-2). International Journal of Biological Macromolecules, 2022. 202: S. 68–79.