Endothelzellen aus der menschlichen Nabelvene (HUVEC)
HUVEC sind primäre Endothelzellen, die als wichtiges Werkzeug in der biomedizinischen Forschung dienen. Sie helfen Forschern dabei, die Angiogenese, die Gefäßbiologie und Krankheiten wie Atherosklerose und Krebs zu untersuchen. HUVECs werden zur Erforschung des Verhaltens von Endothelzellen, zellulärer Signalmechanismen und zur Wirkstoffprüfung eingesetzt und liefern wertvolle Erkenntnisse über potenzielle Therapien oder Behandlungen für Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Krebs. Sie dienen zudem als Modellsystem für Studien zur Gefäßbiologie.
Herkunft und allgemeine Eigenschaften von HUVEC-Zellen
Kenntnisse über die Herkunft und die allgemeinen Eigenschaften einer Zelllinie sind entscheidend für die Beurteilung ihrer Eignung für Ihre Studie. In diesem Abschnitt erfahren Sie wichtige Informationen über HUVEC-Endothelzellen: Wofür werden HUVEC-Zellen verwendet? Was ist die vollständige Bezeichnung von HUVEC-Zellen? Was sind die charakteristischen Merkmale von HUVEC? Wie sieht die Morphologie von HUVEC aus? Wie groß ist der Durchmesser von HUVEC? Wie groß sind HUVEC-Zellen?
- HUVEC-Zellen werden aus dem Endothel der menschlichen Nabelschnurvene gewonnen.
- Die Morphologie von HUVEC-Zellen ist endothelähnlich. Sie sind in der Regel polygonal geformt und haben einen runden Zellkern in der Mitte.
- Die Größe der HUVEC-Zellen beträgt 17 μm im Durchmesser.
- Diese Endothelzellen sind diploid. Sie weisen eine modale Chromosomenzahl von 46 auf.
HUVEC TERT2
HUVEC TERT2 ist eine immortalisierte Zelllinie, die aus primären menschlichen Nabelschnurvenen-Endothelzellen (HUVECs) gewonnen wurde. Sie wurde durch die Einführung des menschlichen Telomerase-Reverse-Transkriptase-Gens (TERT) in das Genom der HUVEC-Zellen entwickelt. Diese Modifikation trug dazu bei, ihre Lebensdauer in Kultur zu verlängern, was längerfristige Experimente ohne die mit primären HUVECs verbundenen Einschränkungen ermöglichte.
Was ist der Unterschied zwischen HUVEC und HMEC-1?
Die Struktur und Komplexität der Endothelzelllinien HUVEC und HMEC-1 sind vergleichbar. Allerdings weisen HMEC-1-Zellen im Hinblick auf Zellgröße und Granularität eine homogenere Population auf als HUVECs. Dies kann Abweichungen in den experimentellen Daten verringern.
Informationen zur Kultivierung der HUVEC-Zelllinie
Dieser Abschnitt des Artikels soll Ihnen wichtige Kenntnisse über die HUVEC-Zellkultur vermitteln. Dies wird Ihnen bei der Arbeit mit diesen Zellen sehr helfen. Hier finden Sie Antworten auf die folgenden häufig gestellten Fragen: Wie lang ist die Verdopplungszeit von HUVEC? Wie hoch ist die Aussaatdichte von HUVEC? Wie viele Passagen gibt es bei HUVECs? Was ist HUVEC-Zellmedium? Wie kultiviert man HUVECs?
Wichtige Punkte zur Kultivierung von HUVEC-Zellen
Verdopplungszeit:
Die Verdopplungszeit von HUVEC beträgt etwa 23,5 Stunden. Sie kann jedoch je nach Zellkulturbedingungen und Passagenzahl variieren.
Adhärent oder in Suspension:
HUVEC ist eine adhärente Zelllinie. Die Zellen wachsen und bilden Monolayer.
Passagenverhältnis:
Das Subkultivierungsverhältnis für HUVECs beträgt 1:2 bis 1:4. Zur Aussaat werden die Zellen mit 1x Phosphatpuffer-Kochsalzlösung gewaschen und 8 bis 10 Minuten bei Raumtemperatur mit einer Dissoziationslösung (Accutase) behandelt. Anschließend wird Kulturmedium hinzugefügt und die abgelösten Zellen werden zentrifugiert. Der Überstand wird verworfen und das Zellpellet vorsichtig resuspendiert. Die Zellen werden zur Kultivierung in eine neue Kulturflasche überführt.
Wachstumsmedium:
Zur Kultivierung von HUVEC-Zellen wird Endothelzell-Wachstumsmedium verwendet. Das Medium wird alle 2–3 Tage erneuert. HUVECs können bis zu 8–10 Passagen lang verwendet werden.
Wachstumsbedingungen:
Die humane Endothelzelllinie (HUVEC) wird in einem befeuchteten Inkubator mit 5 % CO₂ bei 37 °C gehalten.
Lagerung:
HUVEC-Zellen werden in der Regel bei Temperaturen unter -150 °C in einem Ultra-Tiefkühlschrank oder in der Dampfphase von flüssigem Stickstoff gelagert. Dies gewährleistet die Lebensfähigkeit der Zellen über einen längeren Zeitraum.
Einfrierverfahren und Medium:
Zur Konservierung von HUVEC-Zellen wird die Verwendung von CM-1- oder CM-ACF-Einfriermedien empfohlen. Im Allgemeinen wird ein langsamer Einfrierprozess empfohlen, da dabei die Temperatur nur um 1 °C pro Minute sinkt, wodurch ein Schock für die Zellen vermieden und die Lebensfähigkeit erhalten bleibt.
Auftauprozess:
Um gefrorene Zellen aufzutauen, legen Sie diese für 40 bis 60 Sekunden in ein auf 37 °C vorgewärmtes Wasserbad, bis nur noch ein kleiner Eisklumpen übrig ist. Geben Sie anschließend frisches Medium zu den Zellen und zentrifugieren Sie diese. Dieser Schritt ist notwendig, um eventuelle Rückstände des Gefriermediums zu entfernen. Resuspendieren Sie das Zellpellet und übertragen Sie die Zellen in eine neue Flasche mit dem Kulturmedium.
Biosicherheitsstufe:
Für den ordnungsgemäßen Umgang mit HUVEC-Zellkulturen ist ein Labor der Biosicherheitsstufe 1 erforderlich.
Veröffentlicht: 2023 | Zuletzt überprüft: Mai 2026
Vorteile und Einschränkungen
Wie andere menschliche Zelllinien haben auch HUVEC-Zellen ihre eigenen Vorteile und Einschränkungen. In diesem Abschnitt gehen wir auf einige wichtige Aspekte ein, die ihre Verwendung in der Forschung maßgeblich beeinflussen.
Vorteile
Die wichtigsten Vorteile der HUVEC-Zellen sind:
-
Endothelzellmodell
Äußerst relevante Modelle zur Untersuchung von Angiogenese, Gefäßbiologie und Erkrankungen im Zusammenhang mit der Endothelfunktion.
-
Einfach zu kultivieren
Relativ einfach aus menschlichen Nabelschnüren zu isolieren. Sie stellen keine hohen Anforderungen an die Zellkultur und lassen sich in Forschungslabors leicht halten.
Einschränkungen
Die mit der HUVEC-Endothelzelllinie verbundenen Einschränkungen sind:
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Begrenzte Lebensdauer
HUVECs haben eine begrenzte Lebensdauer, die in der Regel 8 bis 10 Passagen beträgt, was eine Einschränkung für Langzeitexperimente darstellt. Mit zunehmender Passagenzahl können sie seneszen.
Anwendungen von HUVEC-Zellen in der Forschung
HUVEC-Zellen bergen ein erhebliches Potenzial für verschiedene Anwendungen im biomedizinischen Bereich. Im Folgenden werden wir einige wichtige Forschungsanwendungen von HUVEC-Zellen hervorheben.
- Studien zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen: Die HUVEC-Zelllinie ist ein wertvolles Endothelzellmodell, das Einblicke in die Mechanismen liefert, die Herz-Kreislauf-Erkrankungen wie Atherosklerose, Thrombose und Bluthochdruck zugrunde liegen. Forscher nutzen diese Zellen, um die Mechanismen zu untersuchen, die Endothel-Dysfunktion, oxidativem Stress und Entzündungen zugrunde liegen. So untersuchte beispielsweise eine im Jahr 2020 durchgeführte Studie unter Verwendung von HUVECs, dass die lange nicht-kodierende RNA TTTY15 eine entscheidende Rolle bei der Linderung von durch Hypoxie verursachten Schäden an vaskulären Endothelzellen spielt, indem sie auf die miRNA-186-5p-Achse abzielt [1].
- Krebsforschung: HUVECs eignen sich ideal für die Erforschung der Gefäßbiologie. Daher werden sie zur Untersuchung der Tumorangiogenese und der Wechselwirkungen mit Endothelzellen eingesetzt. Dies hilft Forschern zu verstehen, wie Tumore eine zusätzliche Blutversorgung erhalten und sich vermehren. So fanden Hui Wang und Kollegen heraus, dass von Zellen des oralen Plattenepithelkarzinoms (OSCC) freigesetzte Exosomen die miRNA-210-3p-Spiegel erhöhen, die Ephrin-A3-Expression in HUVEC-Zellen verringern und die Röhrenbildung durch Regulierung der PI3K/AKT-Kaskade fördern, was durch einen HUVEC-Röhrenbildungstest bestätigt wurde [2].
- Arzneimitteltests: HUVEC-Endothelzellen werden häufig für Arzneimitteltests verwendet. Forscher können mithilfe von HUVECs die Wirksamkeit, Toxizität und potenziellen Nebenwirkungen von Naturstoffen, Nanopartikeln und anderen therapeutischen Wirkstoffen in vitro bewerten. So wurde beispielsweise in einer Studie die Toxizität von mit Rheum ribes-Extrakt synthetisierten Silbernanopartikeln unter Verwendung von HUVEC-Zellen untersucht [3].
Publikationen zu HUVEC-Zellen
In diesem Abschnitt des Artikels werden einige häufig zitierte und interessante Forschungsveröffentlichungen zu HUVEC-Zellen aufgeführt.
Diese Studie wurde in „Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology“ (2019) veröffentlicht. Darin wurde festgestellt, dass Gamma-Aminobuttersäure (GABA), ein Neurotransmitter, den durch H₂O₂ induzierten oxidativen Stress in HUVEC-Zellen hemmt; somit könnte sie ein wirksames pharmakologisches Mittel gegen oxidationsschadenbedingte Herz-Kreislauf-Erkrankungen sein.
Diese Studie in „Biochemical and Biophysical Research Communications“ (2020) untersuchte, wie Östrogen einen Signaltransduktor, das Glykoprotein 130 (gp130), in HUVEC-Zellen reguliert.
Dieser Forschungsartikel im Journal of Cellular Physiology (2017) untersuchte die Auswirkungen unterschiedlicher Substratsteifigkeit auf die Migration und Angiogenese von Endothelzellen (A549 und HUVECs). Zur Bewertung dieser Effekte wurden HUVEC-Migrations- und HUVEC-Angiogenese-Assays durchgeführt.
Die lysosomale Ablagerung von Kupferoxid-Nanopartikeln löst den Zelltod von HUVECs aus
Diese Studie in „Biomaterials“ (2018) untersucht die möglichen Mechanismen, die für die Toxizität von Kupferoxid-Nanopartikeln in vaskulären Endothelzellen verantwortlich sind.
Diese Studie in „Medicine“ (2020) legt nahe, dass der natürliche Wirkstoff Quercetin die TNF-alpha-vermittelte HUVEC-Apoptose und Entzündung durch Regulierung der AP-1- und NF-kB-Signalwege unterdrückt.
6. Ressourcen zur HUVEC-Zelllinie: Protokolle, Videos und mehr
Im Folgenden finden Sie einige Online-Ressourcen zu HUVEC-Zellen.
- HUVEC-Transfektion: Dieser Website-Link bietet umfassendes Wissen zur HUVEC-Transfektion. Er enthält beispielsweise Informationen zu Transfektionsreagenzien und ein Protokoll für die In-vitro-Transfektion von HUVEC-Zellen.
Der folgende Link enthält das Protokoll zur HUVEC-Zellkultur.
- HUVEC-Zellkultur: Dieses Dokument hilft Ihnen dabei, die Protokolle zur HUVEC-Zellkultur für die Subkultivierung und den Umgang mit kryokonservierten Kulturen zu erlernen.
Referenzen
- Zheng, J., et al., LncRNA TTTY15 reguliert die durch Hypoxie induzierte Schädigung von vaskulären Endothelzellen durch Targeting von miR-186-5p bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen. European Review for Medical & Pharmacological Sciences, 2020. 24(6).
- Wang, H., et al., OSCC-Exosomen regulieren miR-210-3p, das auf EFNA3 abzielt, um die Angiogenese bei Mundkrebs über den PI3K/AKT-Signalweg zu fördern. BioMed Research International, 2020. 2020.
- Unal, İ. und S. Egri, Biosynthese von Silbernanopartikeln unter Verwendung des wässrigen Extrakts von Rheum ribes, Charakterisierung und Bewertung seiner Toxizität auf HUVECs und Artemia salina. Inorganic and Nano-Metal Chemistry, 2022: S. 1–14.