4T1-Zellen - Wesentliche Einblicke in die Forschung und Anwendung von Brustkrebszellen
4T1 ist eine transplantierbare murine Brustkrebszelllinie. Sie wird häufig als genetisch identisches In-vitro-Tumormodell zur Erforschung von menschlichem Brustkrebs verwendet. 4T1-Zellen sind hochgradig invasiv und tumorerzeugend; sie neigen dazu, vom Primärtumor in der Brustdrüse in andere Bereiche zu metastasieren, z. B. in die Leber, die Lymphknoten, die Lunge, die Knochen und das Gehirn, und sind daher ideal für die Untersuchung der Metastasierung von Brustkrebs [1].
Allgemeine Merkmale und Herkunft der 4T1-Zellen
Die Kenntnis der Herkunft und der allgemeinen Merkmale einer Zelllinie ist unerlässlich, bevor man mit ihr arbeitet. In diesem Abschnitt haben wir die Grundlagen der 4T1-Brustkrebszellen erläutert. Was sind zum Beispiel 4T1-Zellen? Was sind die Merkmale der 4T1-Zelllinie? Was ist der Ursprung der 4T1-Zelllinie? Wie sieht die Morphologie der 4T1-Zelllinie aus?
- 4T1 ist eine Brusttumor-Zelllinie, die aus einem Brusttumor stammt, der spontan im BALB/c-Mausstamm entstanden ist. Diese hochgradig invasiven und tumorbildenden Zellen ahmen das Verhalten des menschlichen Brustkrebses in Bezug auf Wachstum und metastatische Ausbreitung genau nach. Mit dem 4T1-Tumormodell wird insbesondere dreifach negativer Brustkrebs (TNBC) untersucht.
- 4T1-Zellen sind adhärent und weisen eine epithelialzellähnliche Morphologie auf.
4T1 im Vergleich zur EMT-6-Zelllinie
4T1 und EMT-6 sind nicht-immunogene, murine Zellmodelle für Studien über dreifach-negativen Brustkrebs. Dabei sind 4T1 aggressivere und invasivere Tumorzellen als EMT-6 mit weniger invasiven Eigenschaften [2].
4T1 im Vergleich zu 4T07-Zellen
4T07 ist ebenfalls eine Mauskrebs-Zelllinie. Der Hauptunterschied zwischen 4T1- und 4T07-Zellen besteht darin, dass 4T1-Zellen die primäre Tumorstelle verlassen und sich ausbreiten können, um sichtbare sekundäre Metastasen zu bilden, während 4T07-Zellen trotz Verlassen der primären Stelle keine sichtbaren Metastasen bilden können [3].
Informationen zur Kultivierung der 4T1-Zelllinie
die 4T1-Brustkrebszelllinie bietet umfangreiche Forschungsanwendungen im biomedizinischen Bereich. Um diese Zellen zu kultivieren, sollten Sie die folgenden Schlüsselpunkte durchgehen: Was ist die 4T1-Verdopplungszeit? Wie werden 4T1-Zellen kultiviert? Wie hoch ist die Zellaussaatdichte für 4T1?
Wichtige Punkte für die Kultivierung von 4T1-Zellen
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Verdopplungszeit: |
Die durchschnittliche Populationsverdopplungszeit für 4T1-Brustkrebszellen beträgt 14 Stunden. |
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Adhärent oder in Suspension: |
4T1 ist eine adhärente Zelllinie. |
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Subkultivierungsverhältnis: |
Für die Zelllinie 4T1 dreifach negativer Brustkrebs wird ein Teilungsverhältnis von 1:6 und 1:8 empfohlen. Zur Aufspaltung werden die Zellen mit PBS gespült und 8 bis 10 Minuten lang mit dem Enzym Accutase inkubiert. Die dissoziierten Zellen werden durch Zentrifugation gesammelt und in einem frischen Medium resuspendiert. Die resuspendierten Zellen werden zum Wachstum in die neue Flasche gegeben. |
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Wachstumsmedium: |
Für die Kultivierung von 4T1-Zellen wird RPMI 1640-Medium verwendet. für ein ideales Zellwachstum werden dem Nährmedium 10 % fötales Rinderserum (FBS), 2,0 g/L NaHCO3 und 2,1 mM stabiles Glutamin zugesetzt. |
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Wachstumsbedingungen: |
4T1-Tumorzellen werden in einem befeuchteten 37°C-Inkubator mit einer 5%igenCO2-Zufuhr gehalten. |
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Lagerung: |
4T1-Zellen sollten bei einer Temperatur unter -150 °C gelagert werden, d. h. in einem elektrischen Gefrierschrank oder in der Dampfphase von flüssigem Stickstoff, um die Lebensfähigkeit der Zellen zu erhalten. |
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Einfrierprozess und Medium: |
Für die 4T1-Zelllinie wird CM-1 oder CM-ACF empfohlen. Ein langsames Einfrierverfahren ist zu bevorzugen, da es die Lebensfähigkeit der Zellen schützt, indem es einen allmählichen Temperaturabfall von 1 °C ermöglicht. |
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Auftauprozess: |
Das Fläschchen mit den gefrorenen Zellen wird für einige Sekunden in ein 37 °C warmes Wasserbad gestellt, bis die Zellen auftauen und nur noch ein kleiner Eisklumpen übrig ist. Diese Zellen werden im frischen Medium resuspendiert und zur Kultivierung in den Kolben gegossen. Nach 24 Stunden Inkubation wird das Medium gewechselt, um die gefrierenden Medienbestandteile zu entfernen. |
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Biosicherheitsstufe: |
Für die Kultivierung von 4T1-Brustkrebszellen wird ein Labor der Biosicherheitsstufe 1 empfohlen. |
4T1-Zelllinie: Vorteile und Nachteile
In diesem Abschnitt des Artikels werden die Vor- und Nachteile des 4T1-Metastasenmodells behandelt.
Vorteile
Die wichtigsten Vorteile der 4T1-Zelllinie sind:
- Tumorigenität:
4T1 ist eine hochgradig tumorerzeugende Zelllinie. Diese Zellen sind in der Lage, ein syngenes 4T1-Mausmodell für Brustkrebsstudien zu bilden, wenn sie in eine Maus injiziert werden. Daher eignet sich das 4T1-Modell ideal für die Untersuchung von Tumorentwicklung, -wachstum und -metastasierung. Darüber hinaus ist es nützlich für das Screening und die Bewertung von therapeutischen Medikamenten.
- In-vitro-Metastasierungsmodell:
das 4T1-Modell hat eine natürliche Metastasierungstendenz, die es den Forschern ermöglicht, die dem Metastasierungsprozess zugrunde liegenden Mechanismen und Wege effektiv zu untersuchen. Außerdem sind 4T1-Zellen resistent gegen 6-Thioguanin. Dies ermöglicht einen effizienten Nachweis mikrometastatischer Zellen mit höherer Genauigkeit als bei anderen Modellen, da das Wiegen der Zielorgane und das Zählen der Knötchen entfällt.
Nachteile
Der Nachteil der 4T1-Zelllinie ist:
- Aggressivität/schnelle Wachstumsrate:
die 4T1-Zelllinie ist eine hochaggressive dreifach negative Brustkrebs-Zelllinie. Aufgrund der schnellen Wachstumsrate wird es schwierig, diese Zelllinie in Langzeitexperimenten zu verwenden und die experimentellen Variablen zu kontrollieren.
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4T1-Zelllinie: Anwendungen in der Krebsforschung
Die 4T1-Mausmodell-Zelllinie ist ein wertvolles Forschungsinstrument für die Untersuchung der Krebsbiologie und die Evaluierung neuer Behandlungen. Die wichtigsten Anwendungen von 4T1-Zellen sind hier aufgeführt:
Krebsbiologie
Die 4T1-Zelllinie wird häufig zur Untersuchung von Krebsentwicklung und -wachstum verwendet. Sie ist ein ideales In-vitro-Modell zur Untersuchung und Erforschung verschiedener zellulärer und molekularer Mechanismen, die an der Tumorprogression und Metastasierung beteiligt sind. Darüber hinaus kann sie die Rolle von Zellsignalwegen, der Mikroumgebung und der Genexpression bei diesen Prozessen aufdecken. In der 2019 durchgeführten Forschung wurden 4T1-Zellen verwendet, um die treibenden Mechanismen hinter der Invasion und Migration von Krebszellen zu entdecken. Die Ergebnisse zeigten, dass die Gene STAT3, MMP2 und MMP9 beteiligt sind und dass die Hemmung dieser Gene die Migration und Invasion von Krebszellen deutlich einschränken kann [4]. Ähnliche Studien haben auch mehrere andere Signalwege aufgezeigt, die an der Tumorentwicklung und Metastasierung beteiligt sind.
Darüber hinaus ist das 4T1-Modell von entscheidender Bedeutung für das Verständnis der Mikroumgebung von Brustkrebs, einschließlich der Infiltration durch Immunzellen und des Wachstums des Primärtumors. Studien, die sich auf die Mikroumgebung des 4T1-Tumors konzentrieren, haben wichtige Erkenntnisse über die Rolle von Immunzellen und Zytokinen, wie z. B. die Expression von CXCL13, bei der Tumorprogression geliefert. Das Modell hilft auch bei der Untersuchung metastatischer Nischen und der Tumormetastasierung, insbesondere bei Brustkrebs im Spätstadium, wo die Besiedlung mit Mammakarzinomen weit verbreitet ist.
Forschung zur Krebstherapie
Die 4T1-Zelllinie wird in der Krebstherapieforschung ausgiebig für das Screening und die Evaluierung neuer Behandlungen eingesetzt. In einer Studie wurde das zytotoxische Potenzial von grün synthetisierten Eisennanopartikeln aus Rosmarinextrakt (Rosmarin-FeNPs) und reinem Rosmarinextrakt auf die 4T1-Zelllinie untersucht. Die Forschungsergebnisse legen nahe, dass Rosmarin-FeNPs vielversprechender sind als der reine Extrakt [5]. In ähnlicher Weise untersuchte eine im Jahr 2021 durchgeführte Studie das Antitumorpotenzial von Ingwerextrakt bei 4T1-Brustkrebszellen und einem 4T1-Mausmodell [6].
Zusätzlich zu den natürlichen Extrakten wird die 4T1-Zelllinie verwendet, um die Wirksamkeit herkömmlicher Chemotherapeutika zu untersuchen. So hat die Forschung zur Kombination von Cisplatin mit anderen Therapien im 4T1-Modell ein verstärktes Absterben von Tumorzellen und ein geringeres Fortschreiten des Tumors gezeigt. Die Einführung von Glühwürmchen-Luciferase in 4T1-Zellen ermöglichte die Echtzeit-Darstellung des Tumorwachstums und des metastatischen Phänotyps, was die Bewertung der Auswirkungen verschiedener Behandlungen erleichtert.
Darüber hinaus hat die Resistenz der 4T1-Zelllinie gegen 6-Thioguanin die Untersuchung mikrometastatischer Zellen erleichtert und damit den Nachweis und die Analyse der Metastasierung verbessert. Diese Zelllinie spielt auch eine entscheidende Rolle bei der Untersuchung der Antitumor-Immunität und der Auswirkungen von Immuntherapien, insbesondere im Zusammenhang mit orthotopen Mäusemodellen, bei denen die Forscher menschliche Krebsarten genau nachahmen können.
Insgesamt bleibt die 4T1-Zelllinie ein unverzichtbares Instrument in der onkologischen Forschung, vom Verständnis der grundlegenden Mechanismen der Krebsbiologie bis hin zur Entwicklung und Prüfung neuer therapeutischer Strategien.
4T1-Zellen: Veröffentlichungen in der Forschung
In diesem Artikel werden einige interessante und meist zitierte Veröffentlichungen über 4T1-Zellen vorgestellt.
Dieser Artikel wurde 2018 im Journal of Photochemistry and Photobiology veröffentlicht. Die Forschung schlug vor, dass Silbernanopartikel, die aus Madhuca longifolia synthetisiert wurden, eine antiproliferative Wirkung in 4T1-Tumorzellen durch Zellwandabbau und ROS-Generierung entfalten.
Die zytotoxische und apoptotische Wirkung von Verbascosid auf die 4T1-Brustkrebs-Zelllinie
Diese in der Fachzeitschrift BMC Pharmacology and Toxicology (2021) veröffentlichte Studie zeigt, dass Verbascosid, ein natürlicher Wirkstoff, bei 4T1-Brustkrebszellen über den TLR4-Signalweg apoptotische Effekte auslöst.
Diese Forschungsarbeit wurde 2020 in Integrative Cancer Therapies veröffentlicht. In dieser Studie wurden 4T1-Zellen verwendet, um ein syngenes 4T1-Mausmodell zu entwickeln, und das krebshemmende Potenzial von Eupatorin wurde damit untersucht. Eupatorin verzögerte die Tumorentwicklung in dem 4T1-Mausmodell.
Diese im Iranian Journal of Pharmaceutical Research (2018) veröffentlichte Forschungsarbeit schlug vor, dass eine Heilpflanze, Viola odorata, potenziell zytotoxische Wirkungen auf 4T1-Zellen hat.
In dieser Studie wurde vorgeschlagen, dass mit Docetaxel beladene feste Lipid-Nanopartikel (DTX-geladene SLNs) ein vielversprechendes Mittel zur Behandlung von Brustkrebs und zur Verhinderung von Metastasen sein können, da sie das Krebswachstum und die Lungenmetastasierung von 4T1-Zellen einschränken.
Ressourcen für die 4T1-Zelllinie: Protokolle, Videos und mehr
Im Folgenden finden Sie einige Ressourcen zu 4T1-Zellen:
- 4T1-Transfektionstutorial: Dieses Video ist eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Durchführung der Transfektion der 4T1-Zelllinie.
- Subkultivierung einer Zelllinie: Dieses Video erklärt das Subkultivierungsprotokoll für adhärente Zelllinien.
Der folgende Link enthält das Zellkulturprotokoll für 4T1-Zellen:
- 4T1-Zelllinie: Dieser Link enthält alle nützlichen Informationen zum Umgang mit 4T1-Kulturen. Er enthält Informationen über Kulturmedien, Protokolle zur Handhabung von kryokonservierten Kulturen und proliferierenden Kulturen.
Häufig gestellte Fragen über die 4T1-Zelllinie
Referenzen
- Pulaski, B.A. und S. Ostrand-Rosenberg, Mouse 4T1 breast tumor model. Curr Protoc Immunol, 2001. Kapitel 20: S. Einheit 20.2.
- Maxwell, K.G., Immunomodulation von Brustkrebszellen für die Ganztumorimpfung. 2016.
- Walker, I., et al., Mammatumoren induzieren zentrale pro-inflammatorische Zytokinexpression, aber keine Verhaltensdefizite in Balb/C-Mäusen. Scientific Reports, 2017. 7(1): p. 1-13.
- Li, Y., et al., Inhibition of Stat3 signaling pathway by natural product pectolinarigenin attenuates breast cancer metastasis. Frontiers in Pharmacology, 2019. 10: p. 1195.
- Farshchi, H.K., et al., Green synthesis of iron nanoparticles by Rosemary extract and cytotoxicity effect evaluation on cancer cell lines. Biocatalysis and agricultural biotechnology, 2018. 16: p. 54-62.
- Gholizadeh, A.P., et al., Effect of Ginger Extract on 4T1 Breast Cancer Cell Line in Balb/c Mouse. Klinische Krebsmedikamente, 2021. 8(1): p. 43-49.