Hep2-Zellen und ihre Rolle in der Kehlkopfkrebsforschung

Hep2-Zellen sind ein zentrales In-vitro-Modell, das in vielen Bereichen der biomedizinischen Forschung eingesetzt wird, z. B. in der Rheumatologie, Krebsforschung und Immunologie. Diese menschlichen Zellen, die aus Kehlkopfkarzinomen stammen, haben wesentlich zur Aufklärung des Ursprungsgewebes und der spezifischen Merkmale von Kehlkopfneoplasmen beigetragen. Ihre Bedeutung ist in der translationalen Krebsforschung anerkannt, wo sie wesentlich zu unserem Verständnis der Natur und des Ursprungs von Kehlkopfkrebs beigetragen haben und in den Veröffentlichungen zur Kehlkopfkrebsforschung eine wichtige Rolle spielen [1].

Herkunft und allgemeine Merkmale der Hep-2-Zellen

Die Herkunft und die allgemeinen Merkmale einer Zelllinie bestimmen ihre Anwendbarkeit in der Forschung. In diesem Abschnitt erfahren Sie mehr über die Herkunft und einige hervorstechende Merkmale von Hep 2-Zellen. Sie werden zum Beispiel erfahren: Was ist die HEp-2-Zelllinie? Woher stammen die Hep-2-Zellen? Und wie sieht die Morphologie von Hep 2 aus?

Hep 2, eine unsterbliche menschliche Epithelzelllinie, wurde erstmals 1954 von H.W. Toolan als Kehlkopfkarzinomzellen beschrieben. In letzter Zeit wurde jedoch berichtet, dass die Hep 2-Zelllinie aus Adenokarzinomzellen des Gebärmutterhalses besteht und aus einer Kontamination der Hela-Zelllinie entstanden ist [2].
Hep 2-Zellen enthalten Hela-Markerchromosomen und sind positiv für Keratin- und humane Papillomavirus-DNA-Sequenzen, wie durch Immunoperoxidase-Färbung bzw. PCR bestätigt wurde.
Das Hela-Zelllinienderivat Hep 2 besitzt eine epithelähnliche Morphologie.
Die Hep 2-Zelllinie weist sowohl strukturelle als auch numerische Chromosomenabnutzungen mit einem nahezu triploiden Karyotyp auf [3].

Teilung von HeLa-Gebärmutterhalskrebszellen unter dem Mikroskop.

Hep 2-Zelllinie: Informationen zur Kultivierung

Bevor wir mit einer Zelllinie arbeiten, müssen wir die folgenden wichtigen Punkte für ihre Kultivierung kennen. Diese Informationen können für eine effektive Kultivierung und Pflege der Zelllinie nützlich sein. Das sollten Sie wissen: Was ist die Verdopplungszeit von HEp-2-Zellen? Sind Hep-2-Zellen adhärent? Wie hoch ist die Aussaatdichte von Hep-2-Zellen?

Populationsverdopplungszeit:	Die für Hep-2-Zellen angegebene Verdopplungszeit beträgt etwa 40 Stunden.
Adhärent oder in Suspension:	Hep 2-Zellen sind adhärent und wachsen in Monolayern.
Aussaatdichte:	Eine Aussaatdichte von 1 x¹⁰⁴ ^Zellen/cm2 ist für die Hep 2-Zellkultur ideal. Für die Aussaat werden die adhärenten Hep 2-Zellen mit 1 x PBS-Lösung gespült und anschließend mit Accutase-Dissoziationslösung inkubiert. Nach 8-10-minütiger Inkubation bei Raumtemperatur werden die Zellen in Medien resuspendiert und zentrifugiert. Die gesammelten Zellen werden dann in frisches Medium gegeben und zur Kultivierung in neue Flaschen gefüllt.
Wachstumsmedium:	Für die Kultivierung von Hep-2-Zellen wird EMEM oder Eagle's minimal essential medium verwendet. Dieses Medium wird für ein ideales Zellwachstum mit 10 % FBS, 1,0 g/L Glukose, 2,2 g/L NaHCO3, 2,0 mM L-Glutamin, 1 % NEAA und 1 mM Natriumpyruvat angereichert. Die Medien sollten 2 bis 3 Mal pro Woche erneuert werden.
Wachstumsbedingungen:	Wie andere Säugetierzelllinien wird auch Hep 2 in einem befeuchteten Inkubator bei einer Temperatur von 37°C und einer kontinuierlichen Zufuhr von 5% CO2 kultiviert.
Lagerung:	Hep 2-Zellen können in elektrischen Gefrierschränken bei extrem niedrigen Temperaturen (unter -150 °C) oder in der Dampfphase von flüssigem Stickstoff für die Langzeitlagerung gelagert werden.
Einfrierprozess und Medium:	Die für Hep 2-Zellen empfohlenen Einfriermedien sind CM-1 oder CM-ACF. Die Zellen sollten mit einem langsamen Einfrierverfahren eingefroren werden, das einen allmählichen Temperaturabfall von 1 °C ermöglicht und die Lebensfähigkeit der Zellen schützt.
Auftauprozess:	Das Fläschchen mit den gefrorenen Zellen wird durch Schütteln im Wasserbadbei 37 °Cschnell aufgetaut, bis nur noch ein kleiner Eisklumpen übrig ist. Die Zellen werden dann in frisches Medium gegeben und zentrifugiert, um die Bestandteile des Gefriermediums zu entfernen. Später wird das Zellpellet in Medien resuspendiert, und die Zellen werden in Kulturflaschen verteilt. Die Zellen müssen fast 24 Stunden lang ruhen, um zu haften.
Biosicherheitsstufe	Für die Handhabung und Pflege von Hep-2-Zellkulturen wird ein Labor der Biosicherheitsstufe 1 empfohlen.

Hep 2-Zellen vor und nach Erreichen der Konfluenz.

Vorteile und Beschränkungen von Hep 2-Zellen

Fast alle Zelllinien weisen eine einzigartige Kombination von Vorteilen und Einschränkungen auf, die zu ihrer Verwendung im Forschungsbereich beitragen. In diesem Abschnitt werden einige der wichtigsten Vor- und Nachteile der Hep 2-Zelllinie beschrieben.

Vorteile

Die wichtigsten Vorteile der Hep 2-Zelllinie sind:

Menschlicher Ursprung: Hep 2 wird aus menschlichen Epithelzellen gewonnen und ist daher ein wertvolles In-vitro-Modell für die Untersuchung menschlicher Krankheiten und Virusinfektionen
ANA-Nachweis: Die Hep 2-Zelllinie verfügt über ein natives Proteinarray, das zahlreiche Antigene präsentiert und damit ein hervorragendes Substrat für den Nachweis antinukleärer Antikörper (ANA) darstellt. Diese Eigenschaft ermöglicht ein spezifisches und hochempfindliches Screening von ANA im Serum und macht es zu einem wichtigen diagnostischen Instrument für die Erkennung von Bindegewebserkrankungen

Beschränkungen

Chromosomale Anomalien: Hep-2-Zellen weisen zahlreiche numerische und strukturelle Chromosomenanomalien auf. Diese Anomalien können das Zellverhalten beeinflussen und ihre Anwendbarkeit in bestimmten Laborexperimenten einschränken
Tumorigenität: Hep 2, eine aus einem Tumor stammende menschliche Epithelzelllinie, kann genetische Anomalien aufweisen, die bei Epithelzellen normalerweise fehlen. Folglich könnte die Verwendung von Hep 2-Zellen in spezifischen Studien, die sich auf die normale Zellphysiologie konzentrieren, eingeschränkt sein.

Ausweitung der Anwendungen der Hep 2-Zelllinie in der biomedizinischen Forschung

Die Hep 2-Zelllinie eignet sich hervorragend als Modell für eine Vielzahl von Anwendungen in der biomedizinischen Forschung. Diese Zellen, die für ihre Vielseitigkeit bekannt sind, spielen eine wichtige Rolle bei In-vitro-Experimenten, die von der Rezeptoranalyse bis zur Untersuchung komplexer Krankheiten reichen.

Erforschung von Tumorbildungsmechanismen und therapeutischen Zielen mit Hep-2-Zellen

Hep 2-Zellen sind als Tumorzellen von zentraler Bedeutung, wenn es darum geht, die Feinheiten der Krebsbiologie zu erforschen. Sie ermöglichen Einblicke in Krebssignalwege und mechanistische Studien und sind eine wichtige Grundlage für das Screening und die Bewertung von Krebsmedikamenten. In einer aufschlussreichen Studie wurde beispielsweise anhand von Hep 2 der Einfluss von miRNA-33a auf die Vermehrung von Krebszellen untersucht. Die Ergebnisse beleuchteten die antiproliferative Wirkung von miRNA-33a durch ihre Interaktion mit PIM1, einem bekannten Onkogen, was auf ein neues therapeutisches Ziel hinweist [4]. In einem anderen Fall wurde Hep 2 zur Bewertung des therapeutischen Potenzials von Zinkoxid-Nanopartikeln aus Marsdenia tenacissima eingesetzt, wobei deren antiproliferative und apoptotische Wirksamkeit herausgestellt wurde [5].

Fortschritte in der Virologieforschung durch Einblicke in Hep 2-Zellen

Die Anfälligkeit von Hep 2-Zellen für verschiedene menschliche Viren macht sie zu einer unschätzbaren Ressource in der virologischen Forschung. Sie wurden effektiv für die Expression von SARS-CoV-2-Virusgenen eingesetzt, um das komplexe Zusammenspiel zwischen dem Virus und den zellulären Mechanismen des Wirts zu entschlüsseln [6]. Diese Anwendung ist besonders wichtig in der heutigen Zeit, in der das Verständnis und die Bekämpfung von Virusinfektionen wie COVID-19 eine globale Priorität darstellen.

Zelluläre Funktionen entschlüsseln: Genmanipulation in Hep-2-Zellen

Die Anpassungsfähigkeit der Hep 2-Zelllinie an genetische Manipulationen unterstreicht ihren Nutzen für mechanistische Studien. Forscher machen sich diese Eigenschaft zunutze, um die Genexpression zu modulieren und die Rolle spezifischer Gene bei zellulären Funktionen zu entschlüsseln. In einer bemerkenswerten Studie wurde das RNA-bindende Protein RBM6 in Hep-2-Zellen überexprimiert, was die Untersuchung seines Tumorsuppressorpotenzials erleichterte und wertvolle Einblicke in die molekularen Grundlagen von Krebs ermöglichte [7].

Verbesserte Krankheitsdiagnose durch Anwendungen der Hep 2-Zelllinie

Über diese Forschungsbereiche hinaus sind Hep 2-Zellen für ihre diagnostischen Fähigkeiten bekannt, insbesondere für den Nachweis von ANAs, die für die Diagnose von Autoimmunkrankheiten wie systemischem Lupus erythematodes entscheidend sind. Die Präzision, mit der Hep 2-Zellen ANAs nachweisen können, unterstützt die Diagnose und die Entwicklung gezielter Behandlungen, was unser Verständnis von Autoimmunerkrankungen erweitert und die Patientenversorgung verbessert.

Durch diese vielfältigen Anwendungen haben Hep 2-Zellen wesentlich zu Fortschritten in der translationalen Krebsforschung, der Untersuchung von Virusinfektionen und der Erforschung zellulärer Mechanismen beigetragen. Ihr Beitrag zur Gewinnung klinisch relevanter Daten ist von unschätzbarem Wert und bestätigt ihre unverzichtbare Rolle sowohl im Labor als auch in der Klinik. Bei der weiteren Entwicklung der Forschung wird die Hep-2-Zelllinie sicherlich weiterhin eine führende Rolle spielen, indem sie zur Entdeckung neuer Behandlungsmethoden beiträgt und unser Wissen über Gesundheit und Krankheit des Menschen erweitert.

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Hep 2-Zellen: Forschungspublikationen

Im Folgenden finden Sie einige interessante und meistzitierte Forschungspublikationen zu Hep-2-Zellen.

Synthese von Zinkoxid-Nanopartikeln aus Marsdenia tenacissima hemmt die Zellproliferation und induziert Apoptose in Kehlkopfkrebszellen (Hep-2)
Dieser im Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology (2019) veröffentlichte Artikel untersuchte das Anti-Krebs-Potenzial von biosynthetisierten Zinkoxid-Nanopartikeln aus Marsdenia tenacissima in der Hep-2-Zelllinie.
Bioformulierte, mit Hesperidin beladene PLGA-Nanopartikel wirken dem durch Mitochondrien vermittelten intrinsischen apoptotischen Signalweg in Krebszellen entgegen
Diese Arbeit wurde 2021 im Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials veröffentlicht. In dieser Studie wurden die krebshemmenden Eigenschaften von bioformulierten, mit Hesperidin beladenen Poly(milch-co-glykolsäure)-Nanopartikeln (PLGA) in Hep-2-Zellen untersucht.
Antivirale Aktivität des Ethanolextrakts von Lophatherum gracile gegen die Infektion mit dem Respiratorischen Synzytialvirus
In dieser Veröffentlichung im Journal of Ethnopharmacology (2019) wurden Hep-2-Zellen verwendet, um eine Infektion mit dem Respiratory-Syncytial-Virus zu untersuchen und antivirale Medikamente dagegen zu testen. Die Studie berichtet über das vielversprechende antivirale Potenzial des Ethanolextrakts einer Heilpflanze, nämlich Lophatherum gracile, gegen die respiratorische Synzytialvirusinfektion.
Bewertung von wässrigen Extrakten aus vier aromatischen Pflanzen hinsichtlich ihrer Aktivität gegen die Adhäsion von Candida albicans an menschlichen HEp-2-Epithelzellen
Diese Forschungsarbeit ist in den Gene Reports (2020) veröffentlicht. Diese Studie untersuchte das hemmende Potenzial von wässrigen Extrakten aus vier aromatischen Pflanzen gegen die Adhäsion von Candida albicans an menschlichen Hep-2-Epithelzellen.
Das Wnt1-induzierbare Signalprotein 1 reguliert die Glykolyse und Chemoresistenz von Plattenepithelkarzinomen des Kehlkopfs über den YAP1/TEAD1/GLUT1-Signalweg
Diese Studie wurde 2019 im Journal of Cellular Physiology veröffentlicht. Die Studie berichtet, dass das Wnt1-induzierbare Signalprotein 1 (WISP1) mit dem YAP1/TEAD1/GLUT1-Signalweg interagiert und den Glukosestoffwechsel und die Chemoresistenz in der Hep2-Zelllinie reguliert.

Ressourcen für die Hep2-Zelllinie: Protokolle, Videos und mehr

Hep 2 ist eine bekannte Zelllinie. Es gibt mehrere verfügbare Ressourcen zur Hep 2-Zelllinie.

Subkultivierung der Hep2-Zelllinie: Dieses Video ist eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Subkultivierung von Hep 2-Zellen.
Hep 2-Zellen ANA-Screening: Dieses Video erklärt das Screening auf antinukleäre Antikörper (ANA) unter Verwendung der Hep 2-Zelllinie.
Hep 2-Kultivierung: Dieser Link enthält grundlegende Informationen zur Zellkultur von Hep 2-Zellen. Dazu gehören Zellteilung, Einfrieren und Auftauen von Zellen.

Häufig gestellte Fragen zu HEp-2-Zellen in der biomedizinischen Forschung

Referenzen

Fusi, M. und S. Dotti, Adaptation of the HEp-2 cell line to totally animal-free culture systems and real-time analysis of cell growth. Biotechniques, 2021. 70(6): p. 319-326.
Gorphe, P., A comprehensive review of Hep-2 cell line in translational research for laryngeal cancer. Am J Cancer Res, 2019. 9(4): p. 644-649.
Wang, M., et al., Cancer-associated fibroblasts in a human HEp-2 established laryngeal xenografted tumor are not derived from cancer cells through epithelial-mesenchymal transition, phenotypically activated but karyotypically normal. PLoS One, 2015. 10(2): p. e0117405.
Karatas, O.F., Antiproliferatives Potenzial von miR-33a in Kehlkopfkrebszellen Hep-2 via targeting PIM1. Head Neck, 2018. 40(11): p. 2455-2461.
Wang, Y., et al., Synthese von Zinkoxid-Nanopartikeln aus Marsdenia tenacissima hemmt die Zellproliferation und induziert Apoptose in Kehlkopfkrebszellen (Hep-2). Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, 2019. 201: p. 111624.
Zhang, J., et al., A systemic and molecular study of subcellular localization of SARS-CoV-2 proteins. Signal Transduct Target Ther, 2020. 5(1): p. 269.
Wang, Q., et al., RNA-binding protein RBM6 as a tumor suppressor gene represses the growth and progression in laryngocarcinoma. Gene, 2019. 697: p. 26-34.