ARPE-19 rakud – põhjalik ülevaade võrkkesta pigmendepiteeli rakkude uurimisest ARPE-19 abil
ARPE-19 on inimestelt pärinevad spontaanselt tekkinud võrkkesta pigmentepiteelirakud. Neid kasutatakse võrkkesta bioloogia, patoloogiliste seisundite ja ravimeetodite (farmakoloogia) erinevate aspektide uurimiseks. Käesoleva artikli eesmärk on anda põhjalik ülevaade ARPE-19 immortaliseeritud rakkudest. Peamiselt käsitletakse rakuliini üldisi omadusi, kasvatamistingimusi ja mitmesuguseid uurimisrakendusi. Seega saate selle artikli lugemisel põhjaliku ülevaate järgmistest teemadest:
- Kasvukeskkond
- ARPE-19 rakuliini kultiveerimiseks kasutatakse DMEM-i või Ham’s F12 keskkonda. ARPE-19 keskkonda täiendatakse 5% FBS-iga, 3,1 g/l glükoosiga, 15 mM HEPES-iga, 1,6 mM L-glutamiiniga, 1,0 mM naatrium-püruvaadiga ja 1,2 g/l NaHCO3-ga. Keskkonda vahetatakse 2–3 korda nädalas.
- Kaksikordistumisaeg
- ARPE-19 rakkude kahekordistumisaeg on umbes 55–65 tundi. Nad võivad läbida kuni 48 populatsiooni kahekordistumist.
- Kasvutüüp
- ARPE-19 on adhesiivne rakuliin.
- Bioloogilise ohutuse tase
- BSL-1
- Saadaval
- Cytion — Telli ARPE-19
- ARPE-19 rakud: päritolu ja üldised omadused
- ARPE-19 rakuliin: kasvatamise teave
- ARPE-19 rakkude eelised ja piirangud
- ARPE-19 rakuliini rakendused teadustöös
- ARPE-19 rakud: teaduslikud publikatsioonid
- ARPE-19 rakuliini ressursid: protokollid, videod ja muud
ARPE-19 rakud: päritolu ja üldised omadused
Rakuliini päritolu ja üldiste omaduste tundmine on hädavajalik selle tõhusaks kasutamiseks teadustöös. Käesolevas artikli osas käsitletakse kogu teavet ARPE-rakuliini kohta. Näiteks: Mis on ARPE-19 rakuliin? Miks kasutada ARPE-19 rakke? Mis on ARPE-19/HPV-16 rakuliin? Kas ARPE-19 rakud on surematud? Milline on ARPE-19 rakkude morfoloogia ja suurus?
- Surematud võrkkesta pigmentepiteeli rakuliin ARPE-19 pärineb 19-aastase mehe silmadest, kes suri õnnetuses saadud peatrauma tagajärjel. Selle asutas 1986. aastal Amy Aotaki-Keen.
- Need rakud ekspresseerivad võrkkesta pigmentepiteeli rakkude markereid, st CRALBP ja RPE-65, mis viitab sellele, et nad suudavad moodustada stabiilseid monokihte, mida iseloomustab morfoloogiline ja funktsionaalne polaarsus.
- ARPE-19 rakkudel on epiteelrakkudele omane morfoloogia.
- ARPE-19 rakkudel on enamasti normaalne kariotüüp, välja arvatud üks deleetsioon ja lisandus vastavalt kromosoomi 9 ja 19 pikas harus. Lisaks on täheldatud ka mõningaid aneuploidiaid [1].
ARPE-19 rakuliin: kasvatamisjuhised
Põhiteave rakukultuuri kohta on rakuliini nõuetekohaseks käitlemiseks ja hooldamiseks hädavajalik. Käesolev osa aitab teil tutvuda ARPE-19 rakuliini kasvatamise põhipunktidega. Saate teada: mis on ARPE-19 kahekordistumisaeg? Mis on ARPE-19 külvitihedus? Mis on ARPE-19 rakutihedus? Mis on ARPE-19 külmutuskeskkond? Kuidas kasvatada ARPE-19 rakuliini?
ARPE-19 rakkude kasvatamise põhipunktid
Populatsiooni kahekordistumisaeg:
ARPE-19 kahekordistumisaeg on umbes 55–65 tundi. Nad võivad läbida kuni 48 populatsiooni kahekordistumist.
Adherentne või suspensioonis:
ARPE-19 on adhesiivne rakuliin.
Subkultiveerimise suhe:
ARPE-19 subkultiveerimissuhe on 1:3 kuni 1:5. Adherentseid rakke loputatakse 1x PBS-ga ja inkubeeritakse dissotsiatsioonilahusega (accutase) 8–10 minutit. Eraldunud rakud lisatakse värskesse keskkonnasse ja tsentrifuugitakse. Rakupellet resuspendeeritakse uuesti ja valatakse värsket keskkonda sisaldavasse kultuurikolbi.
Kasvukeskkond:
ARPE-19 rakuliini kultiveerimiseks kasutatakse DMEM-i või Ham’s F12 keskkonda. ARPE-19 keskkonda täiendatakse 5% FBS-iga, 3,1 g/l glükoosiga, 15 mM HEPES-iga, 1,6 mM L-glutamiiniga, 1,0 mM naatrium-püruvaadiga ja 1,2 g/l NaHCO3-ga. Keskkonda vahetatakse 2–3 korda nädalas.
Kasvatustingimused:
ARPE-19 rakke hoitakse niisutatud inkubaatoris temperatuuril 37 °C ja 5% CO2 sisaldusega.
Säilitamine:
Rakuliini võib säilitada vedela lämmastiku aurufaasis või temperatuuril alla -150 °C, et tagada rakkude eluvõime pikaajaliselt.
Külmutamisprotsess ja keskkond:
ARPE-19 külmutuskeskkonnana kasutatakse CM-1 või CM-ACF. Lühidalt öeldes külmutatakse rakud aeglase külmutusmeetodi abil, mis lubab temperatuuri langust vaid 1 °C minutis ja kaitseb rakke šoki eest.
Sulatusprotsess:
Rakud sulatatakse eelnevalt 37 °C-le seadistatud veevannis. Kui on jäänud alles väike jääklomp, lisatakse rakud värskesse kasvukeskkonda ja tsentrifuugitakse. See eemaldab külmutuskeskkonda jäävad osakesed. Seejärel suspendeeritakse rakupellet uuesti ja rakud jaotatakse kultiveerimiseks kolbi.
Bioloogilise ohutuse tase:
ARPE-19 rakke käideldakse bioloogilise ohutuse taseme 1 laborites.
ARPE-19 rakkude eelised ja piirangud
ARPE-19 rakke kasutatakse laialdaselt võrkkesta rakubioloogia uuringutes. Nagu teistelgi rakkudel, on ka neil mõned eelised ja piirangud. Mõned neist on loetletud käesolevas jaotises:
Eelised
ARPE-19 rakuliini peamised eelised on järgmised:
Võrkkesta rakumudel
ARPE-19 rakud sarnanevad väga inimese võrkkesta pigmentepiteelirakkudega, mistõttu sobivad need ideaalselt võrkkesta haiguste uurimiseks ja ravimite testimiseks.
Stabiilne kasvutempo
Need rakud kasvavad stabiilselt ja neid on võimalik säilitada pikema aja jooksul, mis hõlbustab pikaajaliste katsete läbiviimist.
Transfektsioonivõime
ARPE-19 rakuliin on suurepärane transfektsiooni peremees, mida kasutatakse laialdaselt nii ajutise kui ka stabiilse ekspressiooni uuringutes.
Piirangud
Siin on mõned ARPE-19 rakuliiniga seotud piirangud:
Piiratud diferentseerumine
ARPE-19 diferentseerumine on piiratud võrreldes primaarsete võrkkesta rakkudega. See võib potentsiaalselt mõjutada teatud diferentseerumisega seotud uuringuid.
ARPE-19 rakuliini rakendused teadustöös
ARPE-19 rakuliinil on võrkkesta uurimistöös mitmeid rakendusi. Siin oleme rääkinud mõnest konkreetsest ja olulisest selle võrkkesta pigmentepiteeli rakuliini kasutamisest teadustöös.
- Võrkkesta haiguste uurimine: ARPE-19 rakud pakuvad väärtuslikku teavet võrkkesta patogeneesi kohta. Teadlased kasutavad rakke haiguste mehhanismide ja võimalike ravivõimaluste uurimiseks. 2020. aastal läbi viidud uuringus leiti, et ringikujuline RNA hsa_circ_0041795 suhtleb miRNA-646 ja VEGFC-ga, soodustades kõrge glükoositaseme poolt põhjustatud kahjustusi inimese võrkkesta pigmentepiteeli rakkudes ARPE-19. Seetõttu pakub uuring välja selle ringikujulise RNA kui tõhusa ravi- ja diagnostilise sihtmärgi diabeetilise retinopaatia vastu võitlemiseks [2]. Samamoodi kasutasid Jing Yang ja kolleegid ARPE-19 rakke ning andsid ülevaate diabeetilise retinopaatia patogeneesist. Nad uurisid, et lncRNA SNHG1 (Small Nucleolar RNA Host Gene 1) inhibeerimine võib pärssida põletikulist reaktsiooni ja epiteeli-mesenküümse üleminekut kõrge glükoositasemega töödeldud ARPE-19 rakkudes [3].
- Ravimite testimine: ARPE-19 rakke kasutatakse ravimite ja ühendite tõhususe ja ohutuse hindamiseks, aidates arendada ravi või teraapiaid võrkkesta haiguste jaoks. Näiteks 2019. aastal läbi viidud uuringus leiti, et Syzygium malaccense bioaktiivsetel ühenditel on kaitsv toime vesinikperoksiidi poolt indutseeritud stressi vastu inimese võrkkesta pigmentepiteeli rakkudes, ARPE-19 [4]. Sellele järgnenud uuringus leiti Prunella vulgaris var. L ekstrakti terapeutiline roll sinise valguse poolt põhjustatud kahjustuste vastu ARPE-19 rakkudes ja hiiremudelis [5].
5. ARPE-19 rakud: teadusartiklid
Allpool on toodud mõned huvitavad teadusartiklid, milles käsitletakse ARPE-19 võrkkesta pigmentepiteeli rakke.
MikroRNA reaktsioonide hindamine ARPE-19 rakkudes oksüdatiivse stressi suhtes
See teadusartikkel avaldati 2018. aastal ajakirjas Cutaneous and Ocular Toxicology. Uuringus hinnati miRNA ekspressiooni vastusena oksüdatiivsele stressile, mis indutseeriti ARPE-19 inimese võrkkesta pigmentepiteelirakkudes vesinikperoksiidi töötlemise abil.
Selles World Journal of Stem Cells (2021) ajakirjas avaldatud artiklis väidetakse, et ARPE-19 rakkude konditsioneeritud keskkond sisaldab kasvufaktoreid, mis soodustavad rasvkoest pärinevate mesenküümse tüvirakkude närvidiferentseerumist.
See uuring avaldati ajakirjas International Journal of Molecular Sciences (2019). Selles väidetakse, et kvertsetiin kaitseb ARPE-19 rakkudes IL-1β poolt stimuleeritud kemokiinide vabanemist, takistades MAPK ja NF-κB kaskaadide aktiveerumist, et parandada põletikulist reaktsiooni.
See uurimus avaldati ajakirjas International Journal of Molecular Sciences (2018). Selles uuringus hinnati oksüdatiivse stressi ja põletiku võimalikku mõju SIRT1 (sirtuin 1) ja DNMT-de (DNA-metüültransferaasid) funktsioonidele ning LINE-1 (long interspersed nuclear element-1) metülatsioonile ARPE-19 rakkudes.
Antioxidants (2022) ajakirjas avaldatud artiklis leiti, et Chrysanthemum boreale õieekstraktidel on kaitsv toime N-retinüülideen-N-retinüületanoolamiini (A2E) poolt indutseeritud võrkkesta kahjustuste vastu ARPE-19 rakkudes.
ARPE-19 rakuliini ressursid: protokollid, videod ja muud
ARPE-19 on laialdaselt kasutatav võrkkesta epiteelirakkude liin. Siin on loetletud kättesaadavad ressursid, mis hõlmavad ARPE-19 rakkude kultiveerimise ja transfektsiooni protokolle:
- ARPE-19 transfektsioon: See video on samm-sammuline juhend ARPE-19 rakuliini transfektsiooniprotokolli õppimiseks.
Siin on mõned ressursid, mis kirjeldavad ARPE-19 rakuliini kasvatamise protokolli:
- ARPE-19 rakuliini kasvatamise protokoll: See link sisaldab teavet ARPE-19 rakuliini kasvatamise ja hooldamise kohta. See hõlmab teavet ARPE-19 kasvukeskkonna, kasvatamistingimuste, subkultiveerimise protokollide ning proliferatiivsete ja krüokonserveeritud kultuuride käitlemise kohta.
Viited
- Schnichels, S. jt, Retina in a dish: Cell cultures, retinal explants and animal models for common diseases of the retina. Progress in retinal and eye research, 2021. 81: lk 100880.
- Sun, H. ja X. Kang, hsa_circ_0041795 aitab kaasa kõrge glükoositaseme poolt indutseeritud inimese võrkkesta pigmentepiteeli rakkude (ARPE 19) kahjustusele, imades endasse miR-646 ja aktiveerides VEGFC. Gene, 2020. 747: lk 144654.
- Yang, J. jt. Vaigistatud SNHG1 pärssis kõrge glükoositaseme poolt indutseeritud ARPE-19 rakkude epiteel-mesenküümse ülemineku ja põletikulist reaktsiooni. J Inflamm Res, 2021. 14: lk 1563–1573.
- Arumugam, B. jt, Syzygium malaccense'ist saadud miritsetiini derivaatide kaitsev toime vesinikperoksiidi poolt indutseeritud stressi vastu ARPE-19 rakkudes. Molecular vision, 2019. 25: lk 47.
- Kim, J., K. Cho ja S.-Y. Choung, Prunella vulgaris var. L ekstrakti kaitsv toime sinise valguse poolt indutseeritud kahjustuste vastu ARPE-19 rakkudes ja hiire võrkkestas. Free Radical Biology and Medicine, 2020. 152: lk 622–631.