NCI-H1792 — KRAS-mutatsiooniga kopsuadenokartsinoomi mudel onkoloogilisteks uuringuteks

Introduction

NCI-H1792, also known as H1792, H-1792, and NCIH1792 (Cellosaurus accession CVCL_1495), is a well-characterised human non-small cell lung cancer (NSCLC) cell line established from a lung adenocarcinoma pleural effusion. The line was generated as part of the systematic NCI lung cancer cell line programme and was catalogued in the NCI-Navy Medical Oncology Branch cell line database [1]. Carrying an oncogenic KRAS G12C mutation alongside a homozygous TP53 splice-donor mutation and a heterozygous CDKN2A nonsense mutation, NCI-H1792 recapitulates the genomic complexity of human lung adenocarcinoma. Researchers have used this model extensively to investigate KRAS signalling, apoptotic pathway regulation, mTOR biology, and responses to novel anticancer compounds. The cell line is included in flagship genomic initiatives such as the Cancer Cell Line Encyclopedia (CCLE) and the NCI RAS mutant KRAS panel, underscoring its broad utility in translational oncology.

Key Takeaways

• Origin: Derived from a pleural effusion of a lung adenocarcinoma patient; part of the NCI lung cancer cell line series.
• Key mutations: Carries oncogenic KRAS G12C (heterozygous), a homozygous TP53 splice-donor mutation, and a heterozygous CDKN2A nonsense mutation (p.Trp110Ter).
• Genomic resources: Included in the CCLE, NCI RAS mutant KRAS panel, and Cancer Dependency Map, with extensive multi-omics annotation.
• Research uses: Widely applied in studies of KRAS effector biology, apoptosis, mTOR signalling, drug resistance, and 3D tumour models.
• Adherent growth: Grows as an adherent monolayer with epithelial morphology in RPMI 1640-based medium.
• LKB1 wild-type: Retains wild-type LKB1 expression, making it a useful reference against LKB1-null NSCLC lines such as A549.

What is NCI-H1792?

NCI-H1792 was established from the pleural effusion of a 50-year-old male patient diagnosed with lung adenocarcinoma. The cell line was developed as part of the NCI-Navy Medical Oncology Branch's systematic effort, beginning in 1976, to build a comprehensively annotated bank of human cancer cell lines for use as preclinical research tools [1]. This initiative later expanded into the NCI cell line database, which has been described as a foundational resource for lung cancer biology over more than four decades [2]. The cell line displays epithelial morphology and grows as an adherent monolayer, and reported doubling times range from approximately 32 to 45 hours across published datasets, making it experimentally tractable for a wide range of assays.

At the molecular level, NCI-H1792 carries a heterozygous KRAS G12C mutation (c.34G>T), a homozygous TP53 splice-donor mutation (c.672+1G>A), and a heterozygous CDKN2A nonsense mutation (p.Trp110Ter, c.330G>A). Note that catalogue sources differ on KRAS zygosity: Cellosaurus, COSMIC, and DepMap annotate the G12C allele as heterozygous, and functional studies describing NCI-H1792 as carrying a single endogenous mutant KRAS allele support this [10], whereas some vendor documentation lists it as homozygous. The TP53 splice-site lesion was among the diverse p53 mutations catalogued across a large panel of NSCLC lines in an early characterisation study [3]. The cell line shows wild-type LKB1 expression [6] and retains intact RB-family protein expression [4], features that distinguish it from other commonly used NSCLC lines. NCI-H1792 is microsatellite-stable and is classified as European ancestry (North European 59.2%, South European 34.9%) based on genome-wide genotyping data [5].

Cell Culture Information

NCI-H1792 – low confluency

NCI-H1792 – high confluency

Advantages of NCI-H1792

NCI-H1792 occupies a unique niche among NSCLC cell lines because of its well-defined KRAS G12C mutation combined with wild-type LKB1 status and intact RB-family expression. This genetic combination makes it highly complementary to lines such as A549 Cells, which carry a different KRAS G12S allele and lack LKB1. The two lines are not isogenic — they derive from different patients — but the contrast between them has proven scientifically valuable: studies comparing LKB1 wild-type and mutant NSCLC lines have used NCI-H1792 as the wild-type reference to probe the LKB1–AMPK–mTOR signalling axis [6]. Pairing the two lines therefore provides a practical, if not genetically matched, contrast for mechanistic work on LKB1-dependent signalling.

The cell line's inclusion across multiple major multi-omics consortia — including the CCLE, the Cancer Dependency Map, and the COSMIC cell lines project — means that extensive reference datasets are publicly available. Researchers can immediately contextualise in-house drug-sensitivity, proteomic, or transcriptomic results against thousands of other cancer lines. Every batch of Cytion's NCI-H1792 Cells is released with a lot-specific Certificate of Analysis documenting STR authentication, mycoplasma testing, and post-thaw viability, so the exact figures for a given vial should be taken from the CoA supplied with that lot.

NCI-H1792 is also a validated model for three-dimensional tumour spheroid culture. The line has been shown to self-organise into structured spheroids when embedded in collagen scaffolds alongside cancer-associated fibroblasts, enabling realistic modelling of the tumour microenvironment and epithelial-to-mesenchymal transition [7]. This versatility means the line supports both classical 2D drug screening and more sophisticated 3D organotypic assays within the same laboratory workflow.

Limitations of NCI-H1792

Because NCI-H1792 was derived from a pleural effusion rather than primary tumour tissue, the biological properties of the line may reflect selection pressures associated with the metastatic microenvironment. Like all established cell lines, it lacks the stromal, immune, and vascular components present in vivo. Researchers studying tumour–stroma interactions must supplement single-line experiments with co-culture models or in vivo validation.

The homozygous TP53 splice-donor mutation in NCI-H1792 means that normal p53-dependent stress responses are absent. This limits the cell line as a model for studying wild-type p53 biology and may confound interpretation of apoptosis studies that rely on p53-mediated transcriptional activation. Investigators should be aware that drug-induced cell death in this line likely proceeds through p53-independent pathways, as demonstrated in studies examining Bcl-xL inhibition in combination with irradiation [8].

The CDKN2A lesion is a nonsense mutation (p.Trp110Ter) that truncates the p16^INK4a reading frame, so the line should not be treated as CDKN2A-proficient when designing or interpreting cell-cycle arrest experiments — particularly those involving CDK4/6 inhibition. In addition, published doubling-time estimates for NCI-H1792 differ appreciably between datasets (approximately 32.6 hours in one large-scale screen and 45 hours in another), so growth-rate-dependent assay windows, seeding densities, and endpoint timings should be established empirically in each laboratory rather than taken from a single literature value.

Rakendused

Osteosarkoomi ravimite avastamine ja terapeutiline sõelumine

U2OS on peamine mudel uute ja ümberkasutatavate ühendite hindamiseks osteosarkoomi vastu. Uuringutes on uuritud mitmesuguste looduslike ja sünteetiliste ainete kasvajavastast toimet selles rakuliinis. Curcin C, I tüüpi ribosoomi inaktiveeriv valk, mis on saadud idanenud Jatropha curcas’e seemnetest, pärssis U2OS-rakkude proliferatsiooni ROS-vahendatud apoptoosi, autofaagia ning S- ja G2/M-faasi peatamise kaudu, kusjuures toime omistati JNK-signaalitee aktiveerimisele koos ERK-signaalitee pärssimisega; ROS-i püüdja NAC ja JNK-inhibiitor SP600125 nõrgendasid mõlemad seda reaktsiooni, toetades pakutud signaalikaskadi [53]. Järgnevas uuringus selgus, et Curcin C suurem toime võrreldes Curciniga U2OS-rakkudes on suures osas seletatav LRP1-vahendatud klatriinist sõltuva endotsütoosiga, mis on kättesaadav Curcin C-le, kuid mitte Curcinile.

Aloperiin, looduslik alkaloid, pärssis nii MG-63 kui ka U2OS osteosarkoomi rakkude proliferatsiooni ja kloonogeensust, indutseeris apoptoosi, mida kinnitas voolutsütomeetria, ning pärssis invasiivsust kriimustuse ja transwell-testides, vähendades MMP-2, MMP-9, PI3K ja p-AKT1 ekspressiooni langusega [54]. See uuring tõi esile mitmed üksteisega kokku langevad signaaliteed, mille kaudu looduslikud alkaloidid võivad samaaegselt pärssida nii kasvu kui ka metastaaside tekkimise potentsiaali. Sõltumatult sellest näidati, et looduslik magusaine metaboliit steviol pärssis U2OS-rakkude proliferatsiooni annusest ja ajast sõltuvalt, kusjuures mehhanistiline uurimine paljastas G1-faasi rakutsükli peatuse ja mitokondriaalse apoptootilise signaalitee, millele viitas suurenenud Bax/Bcl-2 suhe [55] – need tulemused seavad looduslikud metaboliidid kandidaatideks osteosarkoomi kemopreventsiooni uuringutes.

Tanniinhape tugevdas tsisplatiini tsütotoksilist toimet U2OS-rakkudes, kuid koostoime osutus tugevalt suhtarvust sõltuvaks: sünergiat täheldati tanniinhappe ja tsisplatiini suhetes 90:10 ja 85:15, samas kui suhted 75:25 ja 50:50 olid antagonistlikud ning tanniinhape üksi ei pärssinud oluliselt normaalsete hFOB 1.19 osteoblastide kasvu [56]. Seetõttu sõltub iga polüfenoolidel põhinev sensibiliseerimisstrateegia pigem hoolikast annussuhete optimeerimisest kui lihtsalt ühisest manustamisest. Gallushape võimendas sarnaselt olaparibi poolt indutseeritud rakusurma ja nõrgendas omandatud olaparibi resistentsust U2OS-rakkudes ja olaparibi-resistentses derivaadis (U2OS-PIR), pärssides angiogeneesi ja moduleerides cPARP-i, Bcl-2 ja Bax [57], laiendades osteosarkoomi ravi uurimisel kasutatavate looduslike ühendite kombinatsioonide valikut. Tõestati, et heakskiidetud multikinaasi inhibiitor lenvatinib indutseeris U2OS- ja 143B-rakkudes ferroptosiga seotud muutusi p-STAT3/p53/xCT-telje kaudu, paljastades uue mehhanismi, mille kaudu see ravim võib pärssida osteosarkoomi progresseerumist lisaks oma tavapärasele angiogeneesi pärssivale rollile [19]. Looduslike tapjarakkudel põhinevat immunoteraapiat hinnati mitmete osteosarkoomi rakuliinide, sealhulgas U2OS, suhtes, kusjuures NKG2D-ligandi ekspressioon korreleerus NK-rakude vahendatud tapmise efektiivsusega ning aerosoolina manustatud interleukiin-2 parandas in vivo elundispetsiifilist NK-rakkude aktiivsust [20].

Laiaulatuslikum sarkoomiravimite sõelumine, mis hõlmas 63 inimrakuliini ja üle 400 onkoloogilise ühendi, dokumenteeris U2OS-i ravimitundlikkuse profiile koos geenide ja mikroRNA ekspressiooni andmetega, pakkudes valdkonnale rikkalikku farmakogenoomilist viiteallikat [21]. Maamärgiks olev projekt „Cancer Cell Line Encyclopedia“ integreeris geeniekspressiooni, koopiaarvu ja sekveneerimisandmed ligi 950 rakuliinist, sealhulgas U2OS-ist, ning seostas need ravimitundlikkuse profiilidega, et tuvastada ravivastuse ennustavaid biomarkereid [15]. Järgnenud farmakogenoomiline ülevaateuuring kaardistas ravimitundlikkuse seosed vähist tingitud muutustega enam kui 1000 kommenteeritud rakuliinis, asetades U2OS-i ravivastused veelgi laiemasse onkoloogilisse konteksti [22].

miR-16-1-3p/MDM2/p53 telg on osutunud oluliseks TGF-β1 signaalimise väljundi regulaatoriks osteosarkoomis. Xue jt näitasid, et miR-16-1-3p üliekspressioon vähendas märkimisväärselt U2OS-rakkude proliferatiivset ja kloonogeenset potentsiaali, samas kui selle kombinatsioon TGF-β-raviga tugevdas oluliselt G1-faasi peatamist ja peaaegu kaotas kasvajate kasvuvõime [23]. Sama uuring näitas, et miR-16-1-3p pärssis TGF-β poolt indutseeritud aktiini ümberkujundamist ja epiteel-mesenküümse üleminekuga seotud muutusi, ning et nende ühine manustamine suurendas tsisplatiini tundlikkust loodusliku tüübi U2OS-rakkudes ning vähendas kasvajaknopide mahtu ja metastaase kanapoegade korioallantoismembraani mudelis, pakkudes mehhanistlikku ülevaadet sellest, kuidas see mikroRNA pärsib TGF-β signaalimise metastaase soodustavat haru. Näidati, et osteoblastidest pärinevad ekstratsellulaarsed vesiklid (OB-EV-d) muudavad osteosarkoomi rakkude käitumist rakuliinist sõltuvalt: U2OS-rakkudes vähendasid need ainevahetusaktiivsust (1,30-kordselt) ja proliferatsiooni (1,70-kordselt), suurendades samal ajal apoptoosi (1,15-kordselt), samas kui MG-63-rakkude proliferatsioon suurenes 4,9-kordselt. Kaasnev transkriptomiline profiilimine viidi läbi MNNG/HOS-rakkudes, kus 296 geeni ekspresseerusid diferentsiaalselt, ning autorid pakuvad välja miRNA-transpordi kui potentsiaalselt kaasaaitava mehhanismi, mis vajab veel funktsionaalset valideerimist [24]. Osteosarkoomi ainevahetuse ümberprogrammeerimist uuriti üherakulise transkriptomika abil, mille käigus tuvastati stanniokaltsiin-2 (STC2) kui glükolüüsi keskne regulaator, mille funktsionaalsust valideeriti MG-63- ja U2OS-rakkudes Seahorse’i ekstratsellulaarse voo analüüsi abil [25].

DNA parandamine, rakutsükli reguleerimine ja DNA-kahjustusele reageerimine

U2OS on üks laialdasemalt kasutatavaid mudeleid DNA-paranduse uurimisel, peamiselt seetõttu, et selle loodusliku tüübi p53 taust võimaldab uurida kogu p53-sõltuvate kahjustusreaktsioonide spektrit. Geenivõrgustiku ulatusega uuring kaardistas U2OS-i rakutsükli poolt reguleeritud transkriptoomi, tuvastades mitme sünkroonse rakutsükli jooksul 2140 perioodiliselt ekspresseeritud transkripti, mis vastavad 1871 unikaalsele geenile [52]. Kombineerides G2/M-transkriptsioonifaktori FOXM1 ChIP-seq-andmeid E2F1, E2F4, E2F6, GABPA ja DREAM-kompleksi kohta näitasid autorid, et FOXM1 aktiveerib tugevalt G2/M-faasi geenide promootoreid ja aktiveerib vaid nõrgalt S-faasis indutseeritud geene ning et U2OS-i ja HeLa-rakkude ühine rakutsükli geenide tuumik on seotud mitmete rakutsükli transkriptsioonifaktoritega. Andmekogum kinnitas U2OS-i kui teist, iseseisvalt iseloomustatud inimese mudelit rakutsükli transkriptoomi kaardistamiseks ning see on endiselt laialdaselt kasutatav viide inimese rakkude jagunemistsükli geeniregulatsiooni uuringutes.

PPM1D/Wip1-i – p53-d inaktiveeriva fosfataasi – funktsiooni võimendavad mutatsioonid tekitavad C-terminaalselt lühendatud, hüperaktiivse Wip1-i ja kahjustavad p53-st sõltuvat G1-kontrollpunkti pärast DNA-kahjustust; U2OS kannab sellist lühendatud alleeli (p.Arg458Ter) heterosügootselt [7] [61]. See teeb U2OS-ist kasuliku mudeli uurimaks, kuidas Wip1 lühendused annavad selektiivse kasvueelise, nõrgendades DNA-kahjustusele reageerimist. DNA-kahjustusele reageerimise individuaalset rakulist variatiivsust kvantifitseeriti U2OS-rakkudes, mida eksponeeriti 2 Gy fotonitele; võrreldes 53BP1 ja γH2AX fookuseid kahe tuumaga rakkude õdustuumades, näitasid Płódowska jt, et parandusfokuste moodustumisel esineb rakkudevahelist juhuslikku müra, mis lisandub juhuslikult jaotunud DNA-kahjustustele, kusjuures müra moodustas 28% 53BP1-fokuste ja 50% γH2AX-fokuste koguvariatiivsusest [26]. Kromatiidide vahetuse analüüs pehmete kudede sarkoomi rakuliinides, sealhulgas U2OS-võrdlusrakkudes, kinnitas, et endogeense γH2AX moodustumine korreleerub genoomi ebastabiilsusega ja võib ennustada vastust DNA-d kahjustavatele ravidele [27].

U2OS-rakke kasutati Huntingtoni tõve somaatilise CAG-kordusjada pikenemise uurimiseks. MSH3 Y245/K246 IDL-sidumispesa vähendas märkimisväärselt DNA-ga interaktsiooni ja tühistas kordusjärjestuse laienemise U2OS-rakuliinis, mis ekspresseeris mutanteerunud HTT eksonit 1, ning sama koha farmakoloogiline blokeerimine vähendas kordusjärjestuse laienemist U2OS-rakkudes ja, mis veelgi olulisem, aeglustas laienemist ka Huntingtoni tõve patsientide iPSC-dest saadud keskmise suurusega okkalistes neuronites [28]. U2OS DR-GFP derivaatliini on laialdaselt kasutatud homoloogse rekombinatsiooni parandusanalüüside jaoks ning spetsiifiliste parandusraja komponentide uurimiseks on loodud mitmed knock-out-derivaadid – sealhulgas RAD52, TBK1 ja OPTN knock-outid –, mis on kõik kataloogitud CVCL_0042 [61]. TSC2-tuumorisupressor identifitseeriti stressigraanulite supressorina; seda tööd käsitlevas eeltrükis ei põhjustanud siRNA-vahendatud TSC2 osaline vähendamine U2OS-rakkudes spontaanseid stressigraanuleid, erinevalt hiire embrüonaalsetes fibroblastides täheldatud täielikust kadumisest, mis kinnitas TSC2 rolli stressigraanulite moodustumise künnisest sõltuva regulaatorina [29]. Vähirakkude liinide paneelides läbi viidud genoomiülestes sõelumistes homosügootsete deleetsioonide ja polaarsuskompleksi geenide häirete leidmiseks on kasutatud ka U2OS-i andmeid, mis on aidanud kaasa retsessiivsete vähigeenide ja hapra koha tunnuste identifitseerimisele [30] [31].

Tsirkadiaanne bioloogia ja geeniregulatsioon

U2OS-ist on saanud imetajate tsirkadiaanse kella uurimise juhtiv mudel. Rakud ilmutavad tugevaid, iseseisvalt säilivaid tsirkadiaanseid rütme ning neid kasutatakse rutiinselt koos kella-geeni lusiferase-reporteritega reaalajas luminomeetria jaoks. Burke jt kasutasid kella-geeni lusiferase-reporterit ekspresseerivaid U2OS-rakke, et näidata, et kofeiin pikendab tsirkadiaanset perioodi annusest sõltuvalt, ning tõestasid farmakoloogilise analüüsi ja siRNA-ga maha surumise abil, et selle mõju põhjuseks on adenosiiniretseptori signaalimine — mitte ryanodiiniretseptori või fosfodiesteraasi aktiivsus [59]. Sama süsteem võimaldab läbi viia ulatuslikku keemilist sõelumist: U2OS-rakkudes läbi viidud olemasolevate ravimite suure läbilaskevõimega sõelumine näitas, et ligikaudu 5% neist muutis tsirkadiaanset perioodi, tuvastades dehüdroepiandrosterooni kui perioodi lühendavat ühendit ning viidates ABL1-le, ABL2-le ja BCR-kinaasile perioodi reguleerimises [60]. Neid omadusi on laialdaselt kasutatud, et iseloomustada molekulaarseid mehhanisme, mis juhivad BMAL1/CLOCK transkriptsiooni-translatsiooni tagasisideahela tuuma ja selle koostoimeid onkogeensete signaalradadega.

Ühes hiljutises eeltrükis uuriti c-MYC-i endogeenset tsirkadiaanset olemust U2OS-rakkudes. Loo c-MYC-reporteri ja võrreldes selle võnkefaasi BMAL1- ja PER2-reporteritega, teatasid Kalyanaraman jt, et c-MYC-promootor võngub rütmiliselt U2OS-rakkudes – rakuliinis, millel on loomulikult madalad MYC-tasemed – ning võngub faasinihkes võrreldes ööpäevase rütmi põhikomponentidega [32]. Nendel tulemustel põhinev arvutusmudel viitas sellele, et MYC toimib ööpäevase rütmi häirijana, mille ajastus minimeerib selle negatiivset mõju ööpäevase rütmi säilitamisele – see avastus aitab mõista, kuidas onkogeense MYC üleväljendamine häirib ööpäevast füsioloogiat. Kuna tegemist on eeltrükisega, ei ole see töö veel läbinud eelretsenseerimist. Siiski illustreerib see U2OS-i sobivust nii onkogeeni funktsiooni kui ka tsirkadiaanse regulatsiooni samaaegseks uurimiseks.

U2OS on telomeraas-negatiivne ja säilitab oma telomeere telomeeride alternatiivse pikenemise (ALT) kaudu – see on rekombinatsioonil põhinev mehhanism, mida Bryan jt [58] dokumenteerisid esmakordselt teatavas kasvajate ja kasvajast pärinevate rakuliinide alarühmas. See teeb sellest standardmudeli ALT-uuringuteks – mehhanismiks, mis on aktiivne teatud vähivormide puhul, sealhulgas osteosarkoomides. Seda liini kasutatakse sageli ka histoonide modifikatsioonide dünaamika, tuuma arhitektuuri ja kromatiini organiseerumise uuringutes, kasutades ära selle suuri tuumi ja optilist jälgitavust. Fluorestsentsmärgistatud histoonide ja tuumapooride derivaadid – sealhulgas U2OS EGFP-H2B ja mitmed U2OS-ist tuletatud CRISPR-märgistatud NUP96 liinid – on võimaldanud kromatiini ja tuumatranspordi protsesside kvantitatiivset kujutamist kõrge ruumilise eraldusvõimega [61].

Endotsütoos ja rakusisene transport

U2OS on kujunenud standardmudeliks klatriiniga vahendatud endotsütoosi (CME) ja dünaamiini GTPaasi aktiivsuse uurimiseks, tänu oma tugevale retseptorite internaliseerimise aktiivsusele ja sobivusele kvantitatiivsetele fluorestsentsipõhistele CME-analüüsidele, millega mõõdetakse transferriini-Alexa594 omastamist. U2OS-rakke peamise CME-analüüsi platvormina kasutades iseloomustati sulfonadüüni ühendite seeriat — dansüülkadaverini analoogidest tuletatud arüülsulfonamiide — kui GTP-konkurentsivõimelisi dünaamiin I ja dünaamiin II inhibiitoreid [33]. Michaelis-Menten'i kineetiline analüüs selles süsteemis kinnitas inhibeerimismehhanismi ning kõige tugevam analoog näitas loomamudelites ka epilepsiavastast toimet, mis seab U2OS-põhised CME-analüüsid neuroloogiliste ravimite avastamise rakenduslikuks vahendiks.

Eraldi hinnati merepärase hüdroksükinooni seskviterpeeni bolinakinooni ja sellega seotud naftokinoni analoogide CME-inhibeerivat aktiivsust U2OS-rakkudes, kus tihedusfunktsionaalteooria juhitud struktuurne optimeerimine andis analoogid, mille toime nii dünaamiini GTPaasi kui ka CME vastu oli oluliselt paranenud [34]. Need uuringud illustreerivad, kuidas U2OS-põhised CME-analüüsid toimivad tundliku ja korratava platvormina endotsütoosi inhibiitorite struktuuri-aktiivsuse suhete uurimiseks. Selle rakuliini järjepidev retseptori ekspressioon ja ennustatav internaliseerumise kineetika teevad sellest eelistatud rakusüsteemi sellise klassi uuringuteks.

Antisense-oligonukleotiidide (ASO-de) saatust pärast rakku imendumist jälgiti U2OS-rakkudes elusrakkude mikroskoopia, suhtarvuliste pH-mõõtmiste ja kolmemõõtmelise fokuseeritud ioonkiire skaneeriva elektronmikroskoopia abil. Seda tööd käsitlevas eeltrükis näitasid Sitarska jt, et isegi tingimustes, kus sihtmärgi RNA kogus vähenes üle 90%, jõudis tuuma vähem kui 4% internaliseeritud ASO-dest ning et ASO-d kogunesid hilistesse endosoomidesse, endolüsosoomidesse ja lüsosoomidesse, kus nad indutseerisid luminaalse neutraliseerumise ilma galektiin-3 värbamiseta või piirmembraani rebenemiseta [35]. Autorid oletavad, et produktiivne põgenemine toimub hoopis endotsütoosi varasemas faasis, tõenäoliselt varajastes või ringlusendosoomides. U2OS-rakke kasutati ka GLP-1R-i aktiveerimise analüüsis – cAMP-tundlikke Nomad-biosensoreid ekspresseeriv U2OS-rakuliin –, et hinnata fosfolipiidipõhise bergamoti ekstrakti metaboolseid mõjusid, tõestades selle liini kasulikkust looduslike toodete farmakoloogia jaoks loodud retseptori ekspressiooniplatvormina [36]. Mitokondriaalse DNA mutatsioonide uurimiseks mõeldud hübriidtehnoloogiat arendati edasi, valideerides HCT116, HT1080 ja U2OS rakuliinide äsja väljatöötatud mtDNA-vabad (ρ0) derivaadid kui vastuvõtva rakuliini transmitochondriaalsete hübriidide loomiseks [37].

Proteoomika, genoomika ja multi-oomika platvormid

U2OS on olnud oluline võrdlusrakuliin laiaulatuslikes proteoomika projektides. U2OS-i esimese spetsiaalse proteoomiprofiili koostasid Niforou jt, kasutades kahemõõtmelist geelelektroforeesi koos MALDI massispektromeetriaga: kahelt 2-DE geelilt lõigati välja ja analüüsiti ligikaudu 3000 laiku, mille tulemusena identifitseeriti 237 erinevat geenitoodet, sealhulgas 11 protoonkogeeni, mis on seotud selle liini vähkkasvaja seisundiga [16]. Järgnevad massispektromeetrial põhinevad uuringud kvantifitseerisid selle liini absoluutse proteoomi interfases ja mitoosis – mida kirjanduses kirjeldatakse kui laialt kasutatavat inimrakuliini ja mis on Cellosaurus’es määratud U2OS-ile –, näidates vähemalt umbes 10 000 valgu ekspressiooni, mille rakulise esinemissagedus hõlmab seitset suurusjärku, kuni 20 miljonit koopiat raku kohta [38] [61]. Üheteistkümne levinud rakuliini võrdlev proteoomika näitas, et U2OS-il on ühine tuum kõikjal ekspresseeritud valkudest, kuid funktsionaalsetes alarühmades esineb rakutüübispetsiifilisi erinevusi [39].

Cell Surface Capture tehnoloogiat kasutades läbi viidud laiaulatuslik rakupinna proteoomika kataloogis U2OS-i pinnaproteoomi koos 40 muu inimrakutüübiga (kokku 41 inim- ja 31 hiirerakutüüpi), pakkudes ressurssi farmakoloogiliselt ligipääsetavate pinnasihtmärkide identifitseerimiseks [40]. HLA-tüüpimise ja neoepitoopide ennustamise uuringutes kasutati U2OS-i, et toetada vähki suunatud immunoteraapia sihtmärkide väljatöötamist [41] [42]. Üle 650 vähirakuliini pöördfaasi valgu-array iseloomustamisel kasutati ka U2OS-i, mis näitas, et fosfoproteoomilised andmed pakuvad ravimite tundlikkuse ennustamisel suuremat võimet kui ainult mRNA mõõtmised [43]. 949 rakuliini hõlmav kõiki vähivorme käsitlev proteoomika kaart integreeris U2OS-i proteoomikaandmed veelgi CRISPR-i essentsiaalsuse sõelumiste ja ravimireaktsiooni andmetega, paljastades tuhandeid vähktõve haavatavust näitavaid valgu-biomarkereid [44].

675 vähirakuliini transkriptoomiülene iseloomustamine RNA-järjestuse määramise abil kataloogis U2OS-is geenifusioone, mutatsioonimustreid ja mitte-inimese järjestuste ekspressiooni [45]. Järgmise põlvkonna CCLE iseloomustamine laiendas profiilide koostamist, hõlmates 1072 liini puhul DNA metülatsiooni, histoonide modifikatsiooni, mikroRNA ekspressiooni ja RNA splaissingu andmeid, kusjuures U2OS aitas kaasa ravimireaktsioone toetavate molekulaarsete omaduste integreeritud analüüsile [46]. CCLE-paneeli kvantitatiivne proteoomika tuvastas valkude tasandil signaaliteede düsregulatsiooni, mis ei olnud ilmne ainult genoomiliste või transkriptoomiliste andmete põhjal [47]. U2OS-rakkudes rakendatud „Cell Painting” koos termilise proteoomiprofileerimisega osutus võimsaks strateegiaks ravimi toime mehhanismi järeldamiseks, integreerides morfoloogilise profileerimise erapooletu valkude sihtmärkide tuvastamisega [17]. U2OS-i proteoomika andmekogumid on hõlmatud ka viiromi tasandi kvaliteedikontrolliga: üldise sõelumisetapina töötati välja ksenoproteoomika töövoog viirusvalkude sihtimata tuvastamiseks proteoomikaandmetes, kusjuures autorid soovitavad, et iga rakulise proteoomi andmekogumit tuleks enne avaldamist testida mitte-inimese valkude suhtes [48]. U2OS-rakke hõlmav osteosarkoomi integreeritud epigeneetiline analüüs tuvastas 350 geeni, millel esinesid kooskõlas olevad geneetilised ja epigeneetilised kõrvalekalded, edendades arusaama luuvähi progresseerumist reguleerivast regulatoorsest maastikust [49]. Valgu ekspressiooni rakumikroarraydes hinnati ka agarose-maatriksitesse paigutatud U2OS-rakkude abil, mis võimaldas mitme rakuliini samaaegset profiilimist koemikroarray formaadis [50]. U2OS-rakkude varajasi markerite reaktsioone hüaluroonhappega kaetud ksenogeense luusiiriku ekstraktidele iseloomustati qRT-PCR-meetodil: RUNX2 ekspressioon suurenes 2,61-kordselt (p = 0,01), samas kui COL1A1 puhul ei täheldatud olulist mõju ning täheldatud erinevused ainevahetusaktiivsuses ei jäänud FDR-korrektsiooni järel oluliseks [51]. Autorid kirjeldavad uuringut kui uurimuslikku ning kutsuvad üles seda valideerima primaarrakkudes ja in vivo mudelites.

Järeldus

U2OS (CVCL_0042) on märkimisväärselt mitmekülgne inimese osteosarkoomi rakuliin, mis on aidanud kaasa olulistele edusammudele luu-neoplasmide uurimisel, DNA-parandusbioloogias, tsirkadiaanse rütmi teaduses, endotsütoosi farmakoloogias ja suuremahulises oomika-profiilide koostamises. Selle loodusliku tüübi TP53 taust, adhesiivne epiteelne morfoloogia, kiire kahekordistumisaeg ja põhjalik multi-oomika iseloomustus teevad sellest erakordselt hästi toetatud eksperimentaalse mudeli. Alates varastest HLA-tüüpimise uuringutest kuni tänapäevaste CRISPR-põhiste funktsionaalsete sõelumisteni ja „Cell Painting” ravimiprofilatsioonini on U2OS pidevalt kohanenud biomeditsiinilise teadusringkonna vajadustega. Teadlastele, kes otsivad usaldusväärset ja põhjalikult dokumenteeritud mudelit osteosarkoomi bioloogia, rakutsükli reguleerimise, DNA-kahjustuste vastureaktsiooni või suure läbilaskevõimega ühendite sõelumise uurimiseks, on U2OS asendamatu tööriist. Tutvuge täielike spetsifikatsioonidega või tellige U2OS-rakke otse veebilehelt cytion.com.

Olulisemad publikatsioonid

1. Pontén J, Saksela E (1967) Kaks inimese mesenküümse kasvajast saadud in vitro rakuliini. International Journal of Cancer. PMID: 6081590
2. Fogh J (1986) Inimese kasvajaliinid vähiuuringuteks. Cancer Investigation. PMID: 3518877
3. Fogh J, Wright WC, Loveless JD (1977) HeLa-rakkude saastumise puudumine 169-s inimese kasvajatest pärinevas rakuliinis. Journal of the National Cancer Institute. PMID: 833871
4. Espmark JA, Ahlqvist-Roth L, Särne L (1978) Kultuuris olevate rakkude koetüüpimine. III. Tunnustatud inimrakuliinide HLA-antigeenid. Tissue antigens. PMID: 77569
5. Pollack MS, Heagney SD, Livingston PO (1981) HLA-A, B, C ja DR alloantigeenide ekspressioon neljakümne kuuel kultiveeritud inimese kasvajarakuliinil. Journal of the National Cancer Institute. PMID: 7017212
6. Pautke C, Schieker M, Tischer T (2004) Osteosarkoomi rakuliinide MG-63, Saos-2 ja U-2 OS iseloomustamine võrdluses inimese osteoblastidega. Anticancer research. PMID: 15736406
7. Kleiblova P, Shaltiel IA, Benada J (2013) PPM1D/Wip1 funktsiooni võimendavad mutatsioonid kahjustavad p53-sõltuvat G1-kontrollpunkti. The Journal of Cell Biology. PMID: 23649806
8. Ozaki T, Neumann T, Wai D (2003) Osteosarkoomi rakuliinide kromosoomimuutused, mis on avastatud võrdleva genoomhübridisatsiooni ja mitmevärvilise kariotüpiseerimise abil. Vähigenetika ja tsütogeneetika. PMID: 12645653
9. Selvarajah S, Yoshimoto M, Maire G (2007) Varjatud mikroaberratsioonide identifitseerimine osteosarkoomis kõrglahutusega oligonukleotiidide maatriksi võrdleva genoomhübridisatsiooni abil. Cancer Genetics and Cytogenetics. PMID: 17981215
10. Ottaviano L, Schaefer KL, Gajewski M (2010) Luuvähiuuringutes levinud rakuliinide molekulaarne iseloomustus: üleeuroopaline EuroBoNet-projekt. Geenid, kromosoomid ja vähk. PMID: 19787792
11. Masuda H, Miller C, Koeffler HP (1987) p53-geeni ümberkorraldus inimese osteogeensetes sarkoomides. Ameerika Ühendriikide Rahvusliku Teaduste Akadeemia toimetised. PMID: 2823272
12. Diller L, Kassel J, Nelson CE (1990) p53 toimib osteosarkoomides rakutsükli kontrollvalguna. Molekulaar- ja rakubioloogia. PMID: 2233717
13. Mohseny AB, Machado I, Cai Y (2011) Osteosarkoomi rakuliinide funktsionaalne iseloomustus pakub representatiivseid mudeleid inimese haiguse uurimiseks. Laboratoorsed uuringud; tehniliste meetodite ja patoloogia ajakiri. PMID: 21519327
14. Müller CR, Paulsen EB, Noordhuis P (2007) Liposarkoomide ravi võimalused MDM2-antagonisti Nutlin-3A abil. International Journal of Cancer. PMID: 17354236
15. Barretina J, Caponigro G, Stransky N (2012) Vähirakkude liinide entsüklopeedia võimaldab vähivastaste ravimite tundlikkuse prognoosimist. Nature. PMID: 22460905
16. Niforou KM, Anagnostopoulos AK, Vougas K (2008) Inimese osteosarkoomi U2OS rakuliini proteoomi profiil. Cancer genomics & proteomics. PMID: 18359981
17. Johansson C, Johansson M, Kasi PB (2026) Rakkude värvimine ja termiline proteoomi profiilimine ravimite sihtmärkide ja toime mehhanismide järeldamiseks. Molecular systems biology. PMID: 42141265
18. Yu M, Selvaraj SK, Liang-Chu MM (2015) Ressurss rakuliinide autentsuse kontrollimiseks, annotatsiooniks ja kvaliteedikontrolliks. Nature. PMID: 25877200
19. Yang C, Ma Y, Shen W (2026) Lenvatinib indutseerib osteosarkoomi rakkudes ferroptosiga seotud muutusi, millesse on kaasatud p-STAT3/p53/xCT telg. Frontiers in oncology. PMID: 42294277
20. Guma SR, Lee DA, Yu L (2014) Looduslike tapjarakkude ravi ja aerosoolina manustatav interleukiin-2 osteosarkoomi kopsumetastaaside raviks. Pediatric blood & cancer. PMID: 24136885
21. Teicher BA, Polley E, Kunkel M (2015) Onkoloogiliste ravimite ja uuritavate ravimite sõelumine sarkoomi rakuliinidel tuvastab geenide ja mikroRNA ekspressiooniga seotud mustrid. Molecular Cancer Therapeutics. PMID: 26351324
22. Iorio F, Knijnenburg TA, Vis DJ (2016) Vähktõve farmakogenoomiliste interaktsioonide ülevaade. Cell. PMID: 27397505
23. Xue W, Wang Y, Smirnova AV (2026) miR-16-1-3p pärsib osteosarkoomi TGF-β1 signaalimise raames proliferatsiooni ja invasiivsust MDM2-p53 telje kaudu. Molekulaarteraapia. Onkoloogia. PMID: 42318056
24. Giacchi L, Ucci A, Zelli V (2026) Osteoblastidest pärinevate ekstratsellulaarsete vesikulite mõju osteosarkoomi rakkude transkriptsiooniprofiilile: transporditavate miRNA-de roll. Biomedicines. PMID: 42193365
25. Hu X, Wang Q, Lin S (2026) Üherakuline transkriptomika paljastab glükolüütilise heterogeensuse ja tuvastab STC2 kui osteosarkoomi ainevahetuse ümberprogrammeerimise võtme-regulaatori. Molekulaar- ja raku-biokeemia. PMID: 42166004
26. Płódowska M, Drzazga D, Węgierek-Ciuk A (2026) Fotonkiirgusele eksponeeritud üksikute inimrakkude DNA-kahjustusreaktsiooni variatsioonide hindamine. Radiation and environmental biophysics. PMID: 42301301
27. Salawu A, Wright K, Al-Kathiri A (2018) Kromatiidide vahetus ja genoomiline ebastabiilsus pehmete kudede sarkoomides: võimalikud tagajärjed DNA-d kahjustavatele ravidele reageerimisele. Sarkoom. PMID: 29853780
28. Goold R, Donaldson J, Gidney F (2026) MSH3 Y245/K246 IDL-sidumiskoha geneetiline või farmakoloogiline häirimine aeglustab CAG-korduste laienemist. NAR molekulaarmeditsiin. PMID: 42317610
29. Ma Y, Farny NG (2026) TSC2 on stressigraanulite supressor. bioRxiv. Eeltrükk – pole läbinud eelretsenseerimist. PMID: 42239325
30. Bignell GR, Greenman CD, Davies H (2010) Mutatsioonide ja selektsiooni tunnused vähigenoomis. Nature. PMID: 20164919
31. Rothenberg SM, Mohapatra G, Rivera MN (2010) Genoomiülene mikrodeletsioonide sõelumine paljastab polaarsuskompleksi geenide häireid mitmesugustes inimese vähivormides. Cancer research. PMID: 20215515
32. Kalyanaraman B, Ganesh D, Kunte VA (2026) c-MYC transkribeeritakse tsirkadiaanselt ja toimib kella häirijana, mille ajastus minimeerib selle mõju. bioRxiv. Eeltrükk – pole läbinud eelretsenseerimist. PMID: 42244582
33. Jones NC, Robertson MJ, Odell LR (2026) Sulfonadüüni ühendid: arüülsulfonamiidide klass, mis pärsivad dünaamiini GTPaasi ja klatriini vahendatud endotsütoosi ning avaldavad loomamudelites epilepsiavastast toimet. ACS Chemical Biology. PMID: 42313002
34. O'Brien NS, Ghods A, Xue J (2025) Merehüdroksükinoonist seskviterpeenist bolinakinoonist klatriini inhibeeriva toimega naftokinonideni. RSC Medicinal Chemistry. PMID: 41884311
35. Sitarska E, Saminathan A, Scanavachi G (2026) Paljad antisense-oligonukleotiidid jäävad endolüsosomaalselt eraldatuks hoolimata indutseeritud membraanikahjustusest. bioRxiv. Eeltrükk — pole läbinud eelretsenseerimist. PMID: 42182263
36. Khan A, Mella RM, Villacé P (2026) Jätkusuutliku standardiseeritud fosfolipiidipõhise bergamoti ekstrakti GLP-1R-ga seotud aktiivsuse in vitro hindamine. Biomedicines. PMID: 42193436
37. Weaver L, Alexeyev MF (2026) Täiustatud meetod transmitochondriaalsete hübriidrakkude genereerimiseks. Cells. PMID: 42193905
38. Beck M, Schmidt A, Malmstroem J (2011) Inimrakuliini kvantitatiivne proteoom. Molecular systems biology. PMID: 22068332
39. Geiger T, Wehner A, Schaab C (2012) Üheteistkümne levinud rakuliini võrdlev proteoomianalüüs näitab enamiku valkude laialdast, kuid varieeruvat ekspressiooni. Molecular & cellular proteomics. PMID: 22278370
40. Bausch-Fluck D, Hofmann A, Bock T (2015) Massispektromeetria abil koostatud rakupinna valkude atlas. PloS one. PMID: 25894527
41. Boegel S, Löwer M, Bukur T (2014) Inimese vähirakkude liinide HLA-tüübi, HLA-ekspressiooni ja neoepitoopide kandidaatide kataloog. Oncoimmunology. PMID: 25960936
42. Scholtalbers J, Boegel S, Bukur T (2015) TCLP: veebipõhine vähirakkude liinide kataloog, mis ühendab HLA-tüübi, ennustatud neoepitoopid, viirused ja geeniekspressiooni. Genome medicine. PMID: 26589293
43. Li J, Zhao W, Akbani R (2017) Inimese vähirakkude liinide iseloomustamine pöördfaasi valgu-arrayde abil. Cancer Cell. PMID: 28196595
44. Gonçalves E, Poulos RC, Cai Z (2022) 949 inimrakuliini hõlmav vähivastane proteoomikaart. Cancer Cell. PMID: 35839778
45. Klijn C, Durinck S, Stawiski EW (2015) Inimese vähirakkude liinide terviklik transkriptsiooniportree. Nature biotechnology. PMID: 25485619
46. Ghandi M, Huang FW, Jané-Valbuena J (2019) Vähirakuliinide entsüklopeedia järgmise põlvkonna iseloomustus. Nature. PMID: 31068700
47. Nusinow DP, Szpyt J, Ghandi M (2020) Vähirakuliinide entsüklopeedia kvantitatiivne proteoomika. Cell. PMID: 31978347
48. Chernobrovkin AL, Zubarev RA (2014) Viirusvalkude tuvastamine inimrakkude liinides ksenoproteoomika abil: viimase kehtiva vabanduse kõrvaldamine selle kohta, miks ei kontrollita iga rakulise proteoomi andmekogumit viirusvalkude suhtes. PloS one. PMID: 24618588
49. Kresse SH, Rydbeck H, Skårn M (2012) Integratiivne analüüs paljastab geneetiliste ja epigeneetiliste muutuste seosed osteosarkoomis. PloS one. PMID: 23144859
50. Andersson AC, Strömberg S, Bäckvall H (2006) Valgu ekspressiooni analüüs rakumikrokiipidel: vahend antikehapõhiseks proteoomikaks. The Journal of Histochemistry and Cytochemistry. PMID: 16957166
51. Mayer Y, Abu Sada H, Zigdon Giladi H (2026) Osteoblastilaadsete ja luuüdi strooma rakuliinide varased osteogeensed ja strooma markerite reaktsioonid hüaluroonhappega kaetud ksenogeensele luusiirdele: uuriv in vitro analüüs. Dentistry Journal. PMID: 42187668
52. Grant GD, Brooks L 3rd, Zhang X (2013) U2OS-rakkudes perioodiliselt ekspresseeruvate rakutsükli reguleeritud geenide identifitseerimine ning nende reguleerimine FOXM1- ja E2F-transkriptsioonifaktorite poolt. Raku molekulaarbioloogia. PMID: 24109597
53. Wang F, Wu P, Qin S (2021) Curcin C pärsib osteosarkoomi rakuliini U2OS proliferatsiooni ROS-i poolt indutseeritud apoptoosi, autofaagia ja rakutsükli peatamise kaudu, aktiveerides JNK signaaliteed. International Journal of Biological Macromolecules. PMID: 34896468
54. Chen S, Jin Z, Dai L (2017) Aloperiin indutseerib apoptoosi ja pärsib invasiivsust inimese osteosarkoomi rakuliinides MG-63 ja U2OS. Biomeditsiin ja farmakoteraapia. PMID: 29080457
55. Chen JM, Zhang J, Xia YM (2018) Looduslik magusaine metaboliit steviol pärsib inimese osteosarkoomi U2OS rakuliini proliferatsiooni. Oncology Letters. PMID: 29552164
56. Kasiram MZ, Hapidin H, Abdullah H (2022) Tanniinhape tugevdab tsisplatiini mõju inimese osteosarkoomi rakuliini (U2OS) proliferatsioonile ja apoptoosile. Pharmacological reports. PMID: 34652600
57. Erdogan MK, Usca AB (2025) Gallushape tugevdab olaparibi poolt indutseeritud rakusurma ja nõrgendab olaparibi resistentsust inimese osteosarkoomi U2OS rakuliinis. Current Issues in Molecular Biology. PMID: 39996825
58. Bryan TM, Englezou A, Dalla-Pozza L (1997) Tõendid alternatiivse mehhanismi kohta telomeeride pikkuse säilitamiseks inimese kasvajates ja kasvajast pärinevates rakuliinides. Nature Medicine. PMID: 9359704
59. Burke TM, Markwald RR, McHill AW (2015) Kofeiini mõju inimese tsirkadiaansele kellale in vivo ja in vitro. Science Translational Medicine. PMID: 26378246
60. Tamai TK, Nakane Y, Ota W (2018) Tsirkadiaanse rütmi modulaatorite identifitseerimine olemasolevate ravimite hulgast. EMBO Molecular Medicine. PMID: 29666146
61. Cellosaurus. U2OS (CVCL_0042). SIB Šveitsi bioinformaatika instituut. Kättesaadav aadressil: https://www.cellosaurus.org/CVCL_0042 (vaadatud 11. augustil 2026)