Avaldatud: 17. oktoober 2023 | Viimati läbi vaadatud: mai 2026
A431 rakud: päritolu, kasvatamistingimused ja rakendused teadusuuringutes
A431 on inimese epidermoidkartsinoomi rakuliin, mis on saadud 85-aastase naispatsiendi nahast. See on üks enim kasutatavaid rakuliine biomeditsiinilistes uuringutes, eriti vähibioloogias, immuno-onkoloogias, dermatoloogias ja ravimite väljatöötamises. A431 rakud üleväljendavad massiliselt epidermaalse kasvufaktori retseptorit (EGFR) – ühes rakus on umbes 2–3 miljonit retseptorit, mis on ligikaudu 20–50 korda rohkem kui tavalistes epiteelrakkudes –, mis teeb neist kuldstandardi in vitro mudeli EGFR-signaalimise uuringuteks ja EGFR-le suunatud ravimite, nagu tsetuksimabi ja erlotiniibi, testimiseks. A431 rakke on saadaval ainult Cytionilt, teie sõltumatult Euroopa rakupangalt.
- Liik / päritolu
Inimene (naine, 85-aastane) - Kude
Naha epidermis (epidermoidkartsinoom) - Morfoloogia
Epiteelne, adhesiivne - Kaksinkordistumisaeg
80–100 tundi - Kasvukeskkond
DMEM + 10% FBS - Bioloogiline ohutustase
BSL-1 - Peamine omadus
EGFR-i üleväljendamine (~2–3 miljonit retseptorit raku kohta) - Peamised biomarkerid
EGFR (amplifitseeritud), TP53 (mutant), KRAS (tüüpvorm), PTEN (ekspresseeritud) - Toote number
300112 — Telli A431 rakud Cytionilt
A431 rakud: üldised omadused ja päritolu
Käesolevas jaotises käsitletakse A431 rakuliini peamisi bioloogilisi omadusi, sealhulgas selle päritolu, morfoloogiat, kariotüüpi ja EGFR-i üleväljendust, mis muudab selle teadustööks eriti väärtuslikuks.
A431 rakuliini päritolu ja ajalugu
- A431, inimese nahavähi rakuliin, saadi 85-aastase naissoost epidermoidkartsinoomi patsiendi epidermisest [1]. Selle asutasid D.J. Giard jt, kes arendasid välja mitmeid teisi rakuliine tahketest kasvajatest.
- Rakuliini on laialdaselt levitanud ja valideerinud sõltumatud rakupangad üle kogu maailma, sealhulgas Cytion, kui usaldusväärset ja reprodutseeritavat uurimismudelit.
A431 morfoloogia ja kariotüüp
- A-431 rakud omavad epiteelilist morfoloogiat. Nad kogunevad ja moodustavad rakuklastrid tavalistes kultiveerimistingimustes.
- A431 nahavähi rakuliin on hüpertriploidsed. Modaalne kromosoomide arv on 74, mis esineb ligikaudu 36% rakkudest. Kõrgemad ploidsused esinevad ka umbes 1% rakupopulatsioonist.
EGFR-i ekspressioon A431-rakkudes
EGFR-i üliekspressioon on A431-rakkude iseloomulik tunnus ja nende laialdase kasutamise peamine põhjus. A431 rakkudel esineb EGFR-geeni lokuse genoomne amplifikatsioon, mille tulemusena on ühes rakus umbes 2–3 miljonit EGFR-retseptorit – 20–50 korda rohkem kui normaalsetes epiteelrakkudes. See teeb A431-st kuldstandardi positiivse kontrolli järgmistel juhtudel:
- EGFR-antikeha valideerimiseks Western bloti, voolutsütomeetria ja immunofluorestsentsi abil
- EGFR-ile suunatud monoklonaalsete antikehade, nagu tsetuksimab ja panitumumab, testimine
- EGFR-türosiinkinaasi inhibiitorite (TKI-de), nagu erlotiniib, gefitiniib ja afatiniib, hindamine
- Allavoolu signaaliteede, sealhulgas PI3K/AKT/mTOR ja RAS/MAPK/ERK uurimine
A431 rakuliin: kasvatamisjuhised
Rakuliini kasvatamise nõuete tundmine muudab selle käsitsemise probleemivabaks. Käesolevas jaotises käsitletakse A431 rakuliini kahekordistumisaega, kasvukeskkonda, passaažimist, krüokonserveerimist ja bioloogilise ohutuse nõudeid.
A431 rakkude kasvatamise põhipunktid
Kaksikustumisaeg:
A431 rakkude populatsiooni kahekordistumisaeg on 80–100 tundi.
Adherentne või suspensioonis:
A431 on adhesiivne rakuliin.
Külvitihedus:
A431 rakuliini jaoks on ideaalne tihedus 1 x 104 rakku/cm2. Sellise tiheduse juures saavutavad rakud konfluentsuse umbes 4 päeva jooksul. Adherentseid rakke pestakse PBS-ga (1×) ja inkubeeritakse Accutase passaažilahusega, seejärel resuspendeeritakse kultuurikeskkonnas, tsentrifuugitakse ja jaotatakse uutesse kolvidesse.
Kasvukeskkond:
DMEM-keskkond, millele on lisatud 10% loote veise seerumit (FBS), 4,5 g/l glükoosi, 1,0 mM naatrium-püruvaati, 1,5 g/l NaHCO3 ja 4 mM L-glutamiini. Keskkond tuleks vahetada iga 2–3 päeva järel.
Kasvatustingimused:
A431 vähirakke kasvatatakse niisutatud inkubaatoris 5% CO2 juures 37 °C juures.
Säilitamine:
Säilitage elektrilises sügavkülmikus või vedela lämmastiku aurufaasis temperatuuril alla −150 °C, et tagada rakkude eluvõime.
Külmutamisprotsess ja keskkond:
A431 rakkude külmutamiseks soovitatakse kasutada CM-1 või CM-ACF keskkonda. Kasutage kontrollitud kiirusega aeglast külmutamismeetodit (−1 °C/min).
Sulatusprotsess:
Sulata külmutatud A431 rakud kiiresti 37 °C veevannis (40–60 sekundit). Kui jääb alles väike jääklomp, lisa kasvukeskkond ja tsentrifuugi. Resuspendeeri saadud rakud ja vii üle kultuurikolvidesse.
Bioloogiline ohutustase:
A431 kultuuride käitlemiseks soovitatakse bioloogilise ohutuse taset 1 (BSL-1).
A431 rakuliini eelised ja puudused
A431 rakuliinil on eristatavad omadused, mis muudavad selle ühtaegu väga kasulikuks ja kontekstuaalselt piiratuks. Siin on tasakaalustatud kokkuvõte.
Eelised
A431 vähirakkude liini peamised eelised on järgmised:
EGFR-i üleväljendamine
A431 rakud üleväljendavad EGFR-i 2–3 miljoni retseptoriga raku kohta, mis on kuldstandardiks positiivse kontrollina EGFR-i signaalimise uuringutes ja anti-EGFR-ravimite valideerimisel (tsetuksimab, erlotinib, gefitinib).
Tumorigeensus
A431 rakud on tuumorigeensed ja moodustavad kergesti kasvajaid immuunpuudulikkusega hiirtel, mis teeb neist usaldusväärse vahendi ksenotransplantaadi vähimudelite jaoks, et uurida kasvaja kasvu dünaamikat ja hinnata uusi vähiravimeid in vivo.
Hästi iseloomustatud
Kümnete aastate jooksul avaldatud uuringute tulemusena on A431 rakud põhjalikult iseloomustatud genoomi, proteoomi ja fenotüübi tasandil, pakkudes tugevat teaduslikku alust eksperimentide kavandamiseks.
3D-sfääride moodustumine
A431 rakud moodustavad kergesti kompakteid 3D-sfääreid ülimaadala adhesiooni tingimustes, mis teeb need sobivaks kaasaegsete organoidide ja sfääride sõelumisplatvormidega ravimite penetratsiooni ja efektiivsuse uuringuteks.
Puudused
A431 rakkude puudused on järgmised:
Geneetilised kõrvalekalded
A431 on vähirakkude liin, milles on kogunenud geneetilised mutatsioonid ja kromosoomimuutused (hüpertriploidsus, modaalne arv 74), mis ei pruugi täielikult kajastada algse kasvaja omadusi.
Mikroobse saastumise oht
A431 on vastuvõtlik bakteriaalsele saastumisele. Usaldusväärsete tulemuste saamiseks on oluline järgida rangeid aseptilisi meetodeid ja teha rutiinselt mükoplasma teste.
Ei ole representatiivne kõigi EGFR-tuumorite suhtes
Kuna EGFR-i ekspressiooni A431-s põhjustab pigem geeni amplifikatsioon kui mutatsioon (nagu kopsuvähis), ei pruugi tulemused olla otseselt ülekantavad EGFR-mutatsiooniga kasvajate kontekstis, nagu näiteks mitteväikerakk-kopsuvähk (NSCLC).
A431-rakkude kasutamine teadustöös
A431 rakuliini kasutatakse laialdaselt mitmesugustes teadusvaldkondades. Selle unikaalne EGFR-bioloogia, tuumorigeensus ja hästi iseloomustatud genoom teevad sellest ühe mitmekülgseimatest kättesaadavatest inimese vähirakuliinidest.
- Vähibioloogia: A431 on võimas vahend vähikasvu, metastaaside ja invasiivsuse taga olevate raku- ja molekulaarsete mehhanismide uurimiseks. Uuringutes on kaardistatud PI3K/AKT/mTOR ja RAS/MAPK/ERK signaaliteed selles rakuliinis, kusjuures on näidatud, et nende inhibeerimine indutseerib apoptoosi A431 nahavähi rakkudes [2, 3].
- EGFR-suunatud ravi testimine: A431 rakud on võrdlusstandard anti-EGFR ravimite – monoklonaalsete antikehade (tsetuksimab, panitumumab) ja väikemolekuliliste TKI-de (erlotinib, gefitinib, afatinib, osimertinib) – hindamisel.
- Ravimite testimine ja hindamine: A431 rakke kasutatakse uute vähivastaste ravimikandidaatide hindamiseks. Rahimi jt 2022. aasta uuring näitas Alstonia angustilobast biogeenselt sünteesitud hõbedananoosakeste tugevat antiproliferatiivset toimet A431 rakkudel [4].
- Tuumori ksenotransplantaadi mudelid: A431 rakud on immunodefitsiitsetel hiirtel tuumorigeensed, võimaldades subkutaansete ja ortotopiliste ksenotransplantaadi mudelite kasutamist in vivo efektiivsuse uuringutes. Lim jt kasutasid A431-st saadud ksenotransplantaate, et hinnata eksogeense EGF-i radiosensitiseerivat mõju in vivo [5].
- Nahatoksilisuse ja dermatoloogia uuringud: A431 rakke kasutavad laialdaselt farmaatsia- ja kosmeetikaettevõtted, et hinnata nahatoksilisust, nahasse imendumist ja paikseks kasutamiseks mõeldud ühendite ohutusprofiile.
- 3D-sfäärilised ja organoidmudelid: A431-rakud moodustavad kompakteid 3D-sfäärilisi struktuure ultra-madala adhesiooni või riputatud tilga tingimustes, võimaldades läbi viia füsioloogiliselt asjakohasemaid uuringuid ravimite nahka tungimise ja resistentsuse kohta.
- EGFR-antikeha valideerimine: tänu oma äärmisele EGFR-tihedusele on A431-rakud standardne positiivne kontroll anti-EGFR-antikehade valideerimiseks Western blot, immunofluorestsentsi, IHC ja voolutsütomeetria meetoditel.
A431 võrreldes teiste nahavähi rakuliinidega
Õige rakuliini valik on eksperimendi kehtivuse seisukohalt kriitilise tähtsusega. Siin on A431 võrdlus teiste levinud naha- ja lamerakk-vähirakuliinidega:
| Omadus | A431 | A375 (melanoom) | SCC-25 (suuõõne skvamoolne kartsinoom) | HaCaT (keratinotsüüt) |
|---|---|---|---|---|
| Vähitüüp | Epidermoidkartsinoom | Pahaloomuline melanoom | Suuõõne skvamooksütaarne kartsinoom | Immortaliseeritud keratinotsüüt |
| EGFR-i ekspressioon | +++ (~2–3M/rakk) | + (madal) | ++ (mõõdukas) | ++ (mõõdukas) |
| Tumorigeensus | Jah | Jah | Jah | Ei |
| Morfoloogia | Epiteelne, adhesiivne | Võllikujuline, adhesiivne | Epiteelne, adhesiivne | Epiteelne, adhesiivne |
| BSL | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Peamine kasutusala | EGFR-uuringud, vähivastaste ravimite testimine | Melanoomi bioloogia, BRAF-inhibiitorid | Pea- ja kaelapiirkonna vähk, kiirgusuuringud | Naha bioloogia, barjäärifunktsioon |
A431 rakke käsitlevad teadusartiklid
Siin on mõned olulised eelretsenseeritud publikatsioonid, milles käsitletakse A431 nahavähirakkude liini.
Avaldatud ajakirjas Materials Today Communications (2020). Hinnati polü-ε-kaprolaktooni kurkumiiniga laetud nanokiudude ja polüvinüülalkoholi-AuNP-de vähivastast potentsiaali A431 vähirakkude vastu.
miRNA-221 soodustab nahapindmise kartsinoomi progresseerumist, mõjutades PTEN-i
Avaldatud ajakirjas Cellular & Molecular Biology Letters (2019). Esitati hüpotees, et mikroRNA-221 mängib nahaplaatrakulise kartsinoomi tekkes onkogeenset rolli, mõjutades PTEN-i kasvajavastast geeni.
Avaldatud ajakirjas BMC Complementary Medicine and Therapies (2016). Näidati, et seentest Eutypella spp–CrP14 saadud vinkristiin indutseerib apoptoosi A431 rakkudes.
Avaldatud ajakirjas Cells (2019). Tuvastati, et CDC42SE1 on potentsiaalne nahavähi progressiooni biomarker, mille allaregulatsioon soodustab tuumorigeeneesi A431 rakkudes.
Metformiin pärsib A431-rakkude proliferatsiooni, moduleerides PI3K/Akt signaaliteed
Avaldatud ajakirjas Experimental and Therapeutic Medicine (2015). Näidati, et metformiin pärsib A431 proliferatsiooni, reguleerides PI3K/Akt signaaliteed.
A431 rakuliini ressursid: protokollid, videod ja muud
Järgmised ressursid pakuvad praktilisi juhiseid A431 rakkudega töötamiseks laboris.
- A-431 rakkude transfekteerimine — samm-sammuline videojuhend A431 vähirakkude transfekteerimiseks.
- A431 vähirakkude liin — Cytioni tooteleht — Täielik teave rakukultuuri kohta: kasvukeskkond, külvitihedus, passaažimine, krüokonserveerimine ja kvaliteedisertifikaadid.
- A431 rakuliini kasvatamise protokoll — lühike välisprotokoll A431 rakuliini kasvatamiseks Bio-Protocolilt.
- Vaata kõiki Cytioni nahavähirakkude liine — Tutvu Cytioni kogu nahavähirakkude liinide valikuga.