PC-12 rakud – PC-12 rakkude mõju neurobioloogilistes ja närviuuringutes
PC-12 on neurobioloogilistes uuringutes kasutatav surematu rottidelt pärinev närvirakuliin. See on väärtuslik uurimisvahend närvirakkude diferentseerumise ja proliferatsiooni uurimiseks. Lisaks kasutavad teadlased neid rakke närvifüsioloogia, rakkude signaaliteede ja neurotoksilisuse uurimiseks. Peale selle kasutatakse neid ka ravimite testimisel ja arendusuuringutes.
- Kasvukeskkond
- PC-12 rakuliini kasvatamiseks kasutatakse RPMI 1640-i, mis sisaldab 10% veise loote seerumit, 2,1 mM stabiilset glutamiini ja 2,0 g/l NaHCO3. Kasvukeskkonda vahetatakse 2–3 korda nädalas.
- Kahekordistumisaeg
- PC-12 rakuliini kahekordistumisaeg on umbes 40 tundi.
- Kasvutüüp
- PC-12 neuronrakud kasvavad suspensioonis väikeste klastritena. Nad haarduvad halvasti katmata pindadele ja moodustavad kollageenil laike.
- Bioloogilise ohutuse tase
- BSL-1
- Saadaval
- Cytion — Telli PC-12
Üldine teave ja PC-12 rakuliini päritolu
Enne töö alustamist on oluline mõista rakuliini üldisi omadusi ja päritolu. Käesolev osa aitab teil saada olulist teavet PC12 rakuliini kohta. Siit saate teada: Mis on PC12 rakuliin feokromotsütoomi puhul? Kuidas eristatakse PC12 rakke? Milline on PC-12 päritolu? Milline on PC-12 raku suurus?
- PC12-neuronrakud sarnanevad loote neuronite esmaskultuuriga. Need saadi roti neerupealise feokromotsütoomist. Need rakud on embrüonaalset päritolu ning sarnanevad eosinofiilsete ja neuroblastiliste rakkude seguga [1].
- PC12-rakud toimivad katehhoolamiinirakkudena. Nad sünteesivad, ladustavad ja eritavad dopamiini ja norepinefriini.
- Feokromotsütoomi (PC12) rakkude läbimõõt on 10–12 µm.
- PC-12-rakkudel on polügonaalne kuju.
- PC-12-rakkudel on homogeenne ja peaaegu diploidne kromosoomide arv (n = 40).
PC-12-rakkude kasvatamine
PC-12 rakuliini neuronaalset mudelit kasutatakse laialdaselt neuroteaduste uurimistöös. Selle lihtsaks ja tõhusaks kasvatamiseks peaksite teadma järgmisi olulisi punkte. Käesolevas jaotises käsitletakse PC-12 kasvukeskkonda, kahekordistumisaega, külvitihedust, rakukultuuri protokolle ja tingimusi.
PC-12 rakkude kasvatamise põhipunktid
Populatsiooni kahekordistumisaeg:
PC-12 rakkude kahekordistumisaeg on umbes 40 tundi.
Adheseeruvad või suspensioonis:
PC-12 neuronrakud kasvavad suspensioonis väikeste klastritena. Nad haarduvad halvasti katmata pindadele ja moodustavad kollageenil laike.
Istutustihedus:
PC-12 rakuliini külvitihedus hoitakse tasemel 1 × 10⁴ rakku/cm². Suspensiooni puhul eemaldatakse rakud substraadilt, pipeteerides neid värske kasvukeskkonnaga. Üksikrakkude saamiseks juhitakse rakud läbi 22-gauge nõela ja valatakse uutesse kolbidesse. Kollageenil kasvatatud rakkude puhul pestakse rakke PBS-ga ja inkubeeritakse 10 minutit passaažilahuses (TrypleExpress). Seejärel lisatakse värsket kasvatuskeskkonda ja tsentrifuugitakse rakke. Seejärel suspendeeritakse pellet hoolikalt uuesti ja jaotatakse rakud kultuurinõusse.
Kasvatuskeskkond:
PC 12 rakuliini kasvatamiseks kasutatakse RPMI 1640-i, mis sisaldab 10% loote veise seerumit, 2,1 mM stabiilset glutamiini ja 2,0 g/l NaHCO3. Kasvatuskeskkonda vahetatakse 2–3 korda nädalas.
Kasvatustingimused:
PC-12 kultuure hoitakse 37 °C niisutatud inkubaatoris, kuhu juhitakse 5% CO₂.
Säilitamine:
PC-12 rakke säilitatakse vedela lämmastiku aurufaasis või temperatuuril alla -150 °C, et säilitada rakkude eluvõimelisus pikemaks ajaks.
Külmutamisprotsess ja kasvukeskkond:
PC-12 rakkude külmutamiseks kasutatakse CM-1 või CM-ACF-i. Kasutatakse aeglast külmutamismeetodit, mille puhul temperatuur langeb 1 °C võrra. See hoiab ära rakkude šoki ja säilitab nende eluvõime.
Sulatusprotsess:
Külmutatud PC-12 rakke sulatatakse 37 °C veevannis. Seejärel lisatakse rakkudele värsket kasvatuskeskkonda ja tsentrifuugitakse. See aitab eemaldada külmutuskeskkonnast pärit aineid. Kogutud rakud suspendeeritakse uuesti ja jaotatakse kolbi, mis sisaldab värsket kasvatuskeskkonda. Külmutusest taastumine võtab aega ligi 24 tundi.
Bioloogilise ohutuse tase:
PC-12 närvirakkude kasvatamiseks on vajalik 1. bioloogilise ohutuse taseme labor.
Avaldatud: 2023 | Viimati läbi vaadatud: mai 2026
PC-12 rakuliin: eelised ja piirangud
PC-12 rakuliinil on mõned eripärad, mis eristavad seda teistest neuronrakkude liinidest. Käesolevas jaotises käsitletakse põhjalikumalt selle rakuliini teadustöös kasutamisega seotud eeliseid ja piiranguid.
Eelised
- Lihtne kasvatada: PC-12 rakud on vastupidavad ja suhteliselt lihtne kasvatada, mistõttu on need kättesaadavad erinevates laboritingimustes ja teadustöö eesmärkidel.
- Neuronaalne diferentseerumine: Neid on võimalik indutseerida diferentseeruma neuroni-sarnasteks rakkudeks, mis teeb neist suurepärase mudeli närvisüsteemi arengu, diferentseerumise ja neurogeneesiga seotud protsesside uurimiseks.
- Mitmekülgsus teadustöös: PC-12 rakke kasutatakse laias valikus neurobioloogilistes uuringutes, sealhulgas neurotoksilisuse, neurokaitse ja neurodegeneratiivsete haiguste aluseks olevate mehhanismide uurimisel.
- Kõrge transfektsioonitõhusus: Neil on kõrge transfektsioonitõhusus, mis hõlbustab geneetilist manipuleerimist ja muudab need sobivaks uuringuteks, mis hõlmavad geenide ekspressiooni ja funktsiooni.
Piirangud
- Mitteinimese päritolu: Kuna need rakud on saadud roti feokromotsütoomist, piirab nende mitteinimese päritolu nende rakendatavust teatud inimesele spetsiifilistes uurimisvaldkondades ning need ei pruugi täielikult kajastada inimese närvifüsioloogiat.
- Heterogeensus: diferentseerumisel võivad PC-12 rakud näidata märkimisväärset morfoloogilist ja funktsionaalset heterogeensust, mis võib raskendada eksperimentaalseid tulemuste tõlgendamist.
- Piiratud eluiga: Kuigi PC-12-rakke on suhteliselt lihtne kultiveerida, on neil piiratud eluiga, mis võib tekitada raskusi pikaajaliste katsete läbiviimisel.
PC-12 rakuliin: mitmekülgne vahend neurobioloogilistes ja vähiuuringutes
Rottide feokromotsütoomist pärinevad PC12 rakuliinid mängivad neurobioloogilises uurimistöös keskset rolli ning neid tunnustatakse nende neuronitele iseloomulike omaduste, näiteks närvikasvufaktori (NGF) mõjul toimuva neurite väljakasvu, poolest. PC12-rakkude mitmekülgsust kasutatakse neurobioloogias laialdaselt närvirakkude diferentseerumise uurimiseks, neurotroofsetele faktoritele reageerimise uurimiseks ja neurotoksilisuse hindamiseks. See ainulaadne kalduvus diferentseeruda NGF-ga kokkupuutel närvirakkudele sarnasteks rakkudeks teeb neist asendamatu vahendi teadlastele, kes uurivad närvisüsteemi keerukust.
Neuroregeneratsioon ja rakkude diferentseerumine
Huvitaval kombel uuriti ühes uuringus hambapulbi tüvirakkude ja nendest pärinevate faktorite mõju PC12-rakkude diferentseerumisele, ellujäämisele ja paljunemisele, avades paljulubavaid võimalusi neuroregeneratsiooniks [3]. Teises uuringus tõsteti esile osteokalsiini – luust pärinevat valku, mis on tuntud oma kaltsiumi sidumise võime poolest – kui PC12-rakkude ellujäämise, proliferatsiooni ja diferentseerumise edendajat [4], rõhutades selle valgu potentsiaali neuronite omaduste parandamisel.
Ravimite sõelumine ja neuroprotektsioon
PC12-rakkude kasulikkus ulatub ravimite sõelumiseni, eriti neuroprotektiivsete ja neurodegeneratiivsete ühendite hindamisel, mis on otsustav etapp uute neurodegeneratiivsete haiguste ravimeetodite otsingul. Näiteks rõhutasid uuringud α-bisabolooli neuroprotektiivseid omadusi Parkinsoni tõve mudelis, milles kasutati PC12-rakke, tõestades α-bisabolooli võimet leevendada amüloidogeneesi ja apoptoosi, moduleerides samal ajal ka amüloid-beeta neurotoksilisi mõjusid [5].
Rakkude transformatsioon ja närvivõrgustikud
PC-12-rakkude diferentseerumine neuroni-laadseks üksuseks algab NGF-iga, mis on neuroni kasvu ja ellujäämise jaoks hädavajalik võtmevalk. PC-12-rakkude kokkupuude NGF-iga aktiveerib keerukaid rakusiseseid signaalradasid, luues aluse nende transformatsioonile. See metamorfoos on rakkude potentsiaali järkjärguline avaldumine, mida on mikroskoobi all võimalik jälgida, kui rakud sirutavad välja neuriteid ja loovad neuronivõrgustikele sarnaseid ühendusi.
Morfoloogilised muutused ja neuronaalne fenotüüp
Diferentseerumine toob PC-12-rakkudele kaasa märkimisväärseid morfoloogilisi ja funktsionaalseid muutusi. Algsest ümmargusest või kergelt piklikust kujust, kasvades suspensioonis või adhereerunud monokihina, ajendab NGF-ravi neid moodustama pikendatud neuriteid, mis tähistab sügavat nihet neuronaalse fenotüübi suunas. Need neurite väljakasvud on otsustava tähtsusega rakkudevahelise suhtluse ja interaktsiooni jaoks, peegeldades neuronaalsetele kudedele omast ühenduvust.
Vähktõve uurimine ja rakulised mehhanismid
Vähktõve uurimisel on PC12-rakkudel pakutav neuronaalne mudel asjakohane tänu nende tuumorigeensele päritolule. Need rakud on olulised vähirakkude proliferatsiooni, invasiivsuse ja migratsiooni mehhanismide uurimisel. 2020. aasta uuringus uuriti Ferula assa-foetida ekstrakti mõju PC12-rakkude proliferatsioonile, valgustades selle potentsiaalseid terapeutilisi rakendusi [7].
Insuldi uurimine ja neuroprotektiivsed strateegiad
Lisaks võimaldavad kultuuripinnale kinnituvad PC12 ADH-rakud põhjalikult analüüsida rakkude morfoloogiat ja reaktsioone sellistele ärritajatele nagu hapniku ja glükoosi puudus, olles seega oluline mudel insuldiuuringutes ja neuroprotektiivsete ainete hindamisel. PC12-rakkude kiire kahekordistumisaeg, mis ulatub 24 kuni 48 tunnini, rõhutab nende tõhusust dünaamilistes uuringutes, kus rakkude proliferatsioonikiirus on otsustava tähtsusega.
Lõppmärkused PC12-rakkude rakenduste kohta
Kokkuvõttes on PC12-rakud ja nende derivaadid mitmekülgne mudel laiale valikule uurimisrakendustele, mis hõlmavad neurobioloogiat, ravimite avastamist ja vähiuuringuid. Iga rakendus pakub olulisi teadmisi rakkude reaktsioonide kohta, sillutades teed terapeutilistele uuendustele ja edendades meie arusaama keerukatest bioloogilistest protsessidest.
Hangi vastupidav ja mitmekülgne PC-12 rakuliin: ideaalne närvirakkude uurimiseks ja lihtne kasvatada
Esile tõstetud uuringud, milles kasutatakse PC-12-rakke
Roti neerupealise feokromotsütoomist saadud PC-12 rakud on neurobioloogias laialdaselt kasutatav mudel, mis annab ülevaate närvirakkude diferentseerumisest, neurotoksilisusest ja muust. Siin on mõned märkimisväärsed uuringud, milles neid rakke on kasutatud:
- Kofeiinhappe fenetüülester (CAPE) ja neuroprotektsioon PC-12 rakkudes : See 2017. aastal ajakirjas „Neurotoxicity Research“ avaldatud uuring uurib, kuidas CAPE võib leevendada tsisplatiini poolt indutseeritud neurotoksilisust PC-12 rakkudes, pakkudes välja potentsiaalse ravivõimaluse perifeerse neuropaatia puhul.
- Krillõli neuroprotektiivne toime PC-12-rakkudel : 2018. aastal ajakirjas „Nutrition Research“ avaldatud uuring uurib krillõli neuroprotektiivseid omadusi metamfetamiini poolt indutseeritud toksilisuse vastu PC-12-rakkudes, rõhutades selle potentsiaali oksüdatiivse stressi ja apoptoosi vastu võitlemisel.
- Apios Americana Medik’i õite ekstrakt ja PC-12-rakkude neurotoksilisus : See 2019. aastal ajakirjas „Food and Chemical Toxicology“ avaldatud artikkel näitab, kuidas Apios Americana Medik’i õite ekstrakt suudab kaitsta PC-12-rakke H₂ O₂ poolt põhjustatud kahjustuste eest, moduleerides autofaagia protsesse.
- Angiotensiin II roll autofaagias ja apoptoosis PC-12 rakkudes : See 2019. aastal ajakirjas „Brain Research“ avaldatud uuring uurib, kuidas angiotensiin II võib PC-12 rakkudes vallandada autofaagia ja apoptoosi, pakkudes mudelit Alzheimeri tõve uurimiseks.
- Glütseroolmonooleaadi nanokübemete toksilisuse hindamine PC-12-rakkudes : 2018. aastal ajakirjas „International Journal of Pharmaceutics“ avaldatud uuringus hinnatakse glütseroolmonooleaadi nanokübemete toksilisust, pakkudes ülevaadet nende ohutusprofiilist närvisüsteemis kasutamisel.
Põhjalikud ressursid PC-12-rakkude uurimiseks
Juurdepääs mitmesugustele ressurssidele PC-12-rakkude põhjalikuks mõistmiseks ja käsitsemiseks, sealhulgas rakukultuuri tehnikad, diferentseerumisprotokollid ja muud:
- PC-12 rakkude diferentseerumise juhend: See artikkel annab põhjaliku ülevaate PC-12 rakkude NGF-diferentseerumise protokollist, sealhulgas diferentseerumisega seotud analüüside metoodikatest.
- PC-12 rakkude transfektsiooni videojuhend: avastage PC-12 rakkude transfektsiooni nüansid selle üksikasjaliku videojuhendi abil, mis sobib ideaalselt nii algajatele kui ka kogenud teadlastele.
- PC-12-rakkude kultiveerimise õppimine: Süvenege PC-12-rakkude subkultiveerimise nüanssidesse selle põhjaliku protokolli abil, mis on hädavajalik tervete rakukultuuride säilitamiseks.
PC-12 rakuliini kohta korduma kippuvad küsimused: ülevaade kasvatamisest, diferentseerumisest ja teaduslikest rakendustest
Viited
- Wu, C. jt., Icariin soodustab PC12-rakkude taastumist, pärssides endoplasmaatilise retikuluumi stressi. BMC Complement Med Ther, 2021. 21(1): lk 69.
- Sultan, N. jt., Hambapulbi tüvirakud stimuleerivad PC12-rakkude neuronite diferentseerumist. Neural Regeneration Research, 2021. 16(9): lk 1821.
- Ando, E. jt., Osteokalsiin soodustab PC12-rakkude proliferatsiooni, diferentseerumist ja ellujäämist. Biochemical and Biophysical Research Communications, 2021. 557: lk 174–179.
- Shanmuganathan, B. jt., α-bisabolooli antiamüloidogeenne ja antiapoptootiline toime Aβ-st tingitud neurotoksilisuse vastu PC12-rakkudes. European journal of medicinal chemistry, 2018. 143: lk 1196–1207.
- Fujita, K., P. Lazarovici ja G. Guroff, „PC12 feokromotsütoomi rakkude diferentseerumise regulatsioon”. *Environ Health Perspect*, 1989. 80: lk 127–42.
- Abroudi, M. jt., Ferula assa-foetida ekstrakti antiproliferatiivne toime PC12- ja MCF7-vähirakkudel. Int J Biomed Engg Clin Sci, 2020. 6(3): lk 60–67.