CHO-K1 rakud: biotehnoloogiliste uurimistööde alus
CHO-K1 rakud on saadud hiina hamstri munasarja (CHO) rakuliinist. Neid kasutatakse laialdaselt tööstuslikus biotehnoloogias bioloogiliste ravimite ja muude rekombinantse valkude tootmiseks. Lisaks kasutatakse CHO-K1 rakuliini ka toksikoloogilistes uuringutes. Teadlased muudavad neid rakke geneetiliselt, et parandada glükosüleerimist, vähendada apoptoosi ja suurendada üldist tootlikkust.
- Kasvukeskkond
- CHO-K1 rakkude kasvatamiseks kasutatakse Ham's F12 kasvukeskkonda, millele on lisatud 10% FBS, 1,0 mM stabiilset glutamiini, 1,0 mM naatrium-püruvaati ja 1,1 g/l NaHCO3. Keskkonda tuleks vahetada 2–3 korda nädalas.
- Kahekordistumisaeg
- CHO-K1 kahekordistumisaeg on umbes 22 tundi.
- Kasvutüüp
- CHO-K1 rakud on adhesiivsed. Neid on siiski võimalik geneetiliselt modifitseerida CHO-K1 suspensioonrakkudeks.
- Bioloogiline ohutustase
- BSL-1
- Saadaval
- Cytion — Telli CHO-K1
Päritolu ja üldised omadused: CHO-K1 rakud
Rakuliini üldised omadused ja päritolu määravad selle kasutuse teadustöös. Käesolev osa aitab teil tutvuda kuulsate CHO-K1 rakuliini päritolu ja omadustega. Te saate teada: kust pärinevad CHO-K1 rakud? Kui suured on CHO-K1 rakud? Mis on CHO-K1 rakuliini täisnimi? Milline on CHO-K1 rakkude morfoloogia?
- CHO-K1 ehk hiina hamstri munasarja rakuliin K1 on vanemate CHO-rakkude subkloon, mis pärineb 1957. aastal täiskasvanud emase hiina hamstri munasarja biopsiaproovist. Algse rakuliini arendasid välja T.T. Puck ja tema kolleegid Colorado Ülikooli meditsiinikoolis Denveris, USA-s [1].
- CHO-K1 rakuliinil on epiteelilaadne morfoloogia.
- CHO-K1 rakkude läbimõõt on umbes 0,001 millimeetrit. Huvitaval kombel on rakud alguses suured, kuid aja jooksul muutuvad nad väiksemaks.
- CHO-K1 genoom koosneb sarnasest kromosoomide arvust nagu inimrakkudel. Neil on diploidne kariotüüp ja neil esineb vähem kromosoomianomaaliaid.
CHO-K1 vs CHO-S rakuliin
Mõlemad rakuliinid on CHO derivaadid. Nad erinevad selle poolest, kuidas need rakud kasvavad ja paljunevad. CHO-S rakud on kohanenud kasvama kultuurides, samas kui CHO-K1-i saab geneetiliselt manipuleerida, et toota adhesiivseid ja suspensioonrakke.
CHO-K1 rakuliin: kasvatamisjuhised
CHO-K1 rakuliini kasutatakse laialdaselt tööstuslikus biotehnoloogia uurimistöös. Need on hõlpsasti hooldatavad rakuliinid. CHO-K1 rakkude kasvatamise põhipunktide tundmine aitab teil sellega hõlpsasti hakkama saada. Käesolev osa aitab teil õppida järgmist: Kas CHO-K1 rakud on adhesiivsed? Milline on CHO-K1 rakkude kahekordistumisaeg? Millist kasvukeskkonda kasutatakse CHO-rakkude kultiveerimiseks? Milline on CHO-K1 rakkude külvitihedus?
CHO-K1 rakkude kasvatamise põhipunktid
Populatsiooni kahekordistumisaeg:
CHO-K1 rakkude kahekordistumisaeg on umbes 22 tundi.
Adherentne või suspensioonis:
CHO-K1 rakud on adhesiivsed. Neid on siiski võimalik geneetiliselt modifitseerida CHO-K1 suspensioonrakkudeks.
Külvitihedus:
CHO-K1 külvitihedus on 1 x 104 rakku/cm2. Sellise tiheduse juures moodustavad rakud umbes 6 päeva jooksul konfluentse kihi. Adherentseid rakke loputatakse 1 x PBS-ga ja inkubeeritakse 8–10 minutit toatemperatuuril. Dissotsieeritud rakud lisatakse värskesse keskkonnale ja tsentrifuugitakse. Korjatud rakud resuspendeeritakse ja valatakse uude kolbi kasvatamiseks.
Kasvukeskkond:
CHO-K1 rakkude kasvatamiseks kasutatakse Ham's F12 kasvukeskkonda, millele on lisatud 10% FBS, 1,0 mM stabiilset glutamiini, 1,0 mM naatrium-püruvaati ja 1,1 g/l NaHCO3. Keskkonda tuleks vahetada 2–3 korda nädalas.
Kasvatustingimused:
CHO-K1 kultuure hoitakse 37 °C niisutatud inkubaatoris, kus on 5% CO2 sisaldus.
Säilitamine:
Külmutatud CHO-K1 rakke säilitatakse temperatuuril alla -150 °C või vedela lämmastiku aurufaasis.
Külmutamisprotsess ja keskkond:
CHO-K1 rakkude külmutamiseks kasutatakse CM-1 või CM-ACF külmutuskeskkonda. CHO-K1 rakkude külmutamiseks kasutatakse aeglast külmutamisprotsessi, mis võimaldab temperatuuri järkjärgulist langust 1 °C võrra.
Sulatusprotsess:
Külmutatud CHO-K1 rakke hoitakse 37 °C veevannis, kuni jääb alles väike jääklomp. Sulatatud rakkudele lisatakse värsket kasvukeskkonda ja need valatakse uude kolbi, mis sisaldab kasvukeskkonda tihedusega 5 x 104 rakku/cm2. Rakkude täielikuks taastumiseks kulub ligikaudu 24–48 tundi.
Bioloogiline ohutustase:
CHO-K1 kultuure käideldakse ja hoitakse 1. bioloogilise ohutuse taseme laborites.
CHO-K1 rakkude eelised ja piirangud
CHO-K1 on hindamatu väärtusega uurimisvahend. Selle eeliste ja piirangute ainulaadne kombinatsioon eristab seda teistest rakuliinidest. Käesolevas osas on arutatud mõningaid CHO-K1 rakuliini eeliseid ja puudusi.
Eelised
CHO-K1 rakuliini peamised eelised on järgmised:
Transfektsioonivõime
CHO-K1 rakke kasutatakse laialdaselt transfektsiooniuuringutes. Neid saab transfekteerida ajutiselt ja stabiilselt erinevate füüsikaliste ja keemiliste protseduuride abil. Tänu suurele transfektsioonivõimele kasutatakse CHO-K1 rakke laialdaselt rekombinantse valgu ja muude bioloogiliste ravimite tootmiseks.
Kiire kasvutempo ja lihtne kasvatamine
CHO-K1 rakkude kahekordistumisaeg on vaid 22 tundi, seega on neil kiire kasvutempo ja need sobivad ideaalselt tööstuslikuks biotehnoloogiliseks kasutamiseks. Lisaks muudab CHO-K1 suspensiooni kohanemisvõime need kasulikuks suurte koguste bioloogiliste ravimite tootmiseks. Peale selle on neid laboris lihtne kasvatada ja hooldada ning need ei vaja keerulisi kasvatustingimusi ega protseduure.
Kromosoomianomaaliate madal esinemissagedus
CHO-K1 on hästi iseloomustatud ja väljakujunenud mudelisüsteem. CHO-K1 genoom on stabiilne ja sisaldab vaid väheseid kromosoomianomaaliaid. Seetõttu on need ideaalsed peremeesrakud rekombinantse valgu tootmiseks.
Piirangud
Siin on mõned CHO-K1 rakuliini piirangud:
Mitte-inimese päritolu
Kuigi CHO-K1 rakkudel on võime teostada inimese omadega sarnaseid glükosüleerimismustreid, on need mitte-inimese päritolu. See võib olla probleemiks, kui uuritakse väga inimese-spetsiifilisi rakuprotsesse ja ravimite immunogeensust.
Heterogeensus
CHO-K1 rakud võivad sama populatsiooni piires näidata veidi erinevaid geneetilisi omadusi, mis põhjustab geneetilist heterogeensust. See võib mõjutada rakkude funktsioone ja põhjustada valkude ekspressioonitaseme variatiivsust, mis võib omakorda mõjutada eksperimentide tulemuste reprodutseeritavust.
CHO-K1 rakuliini rakendused teadustöös
CHO-K1 rakuliinil on arvukad rakendused tööstuslikus biotehnoloogias ja toksikoloogilistes uuringutes. Siin oleme arutanud mõningaid konkreetseid rakendusi.
- Rekombinantse valgu tootmine: CHO-K1 rakud on hindamatud uurimisvahendid rekombinantse valgu tootmiseks, sealhulgas antikehade, terapeutiliste valkude ja ensüümide tootmiseks. Nende kiire kasvutempo ja lihtsad kasvatamistingimused aitavad toota suuri koguseid rekombinantseid valke, millel on õige struktuur ja glükosüleeritus. Näiteks Kritika Gupta läbiviidud uuringus kasutati CHO-K1 rakke ja transfekteeriti neid stabiilselt, et toota rekombinantne monoklonaalne antikeha tuumornekroosifaktori-alfa (TNF-α) vastu [2]. CHO-K1 antikehade tootmine on üsna usaldusväärne ja mugav. Teadlased modifitseerivad neid rakke ka CHO-K1 antikehade tootmise parandamiseks. Näiteks ühes uuringus manipuleeriti CHO-K1 rakke geneetiliselt, et toota antikehasid, millel on kõrge a-fukosüülitud Fc-seotud N-glükaanide suhe, mis on oluline nende efektorfunktsiooni jaoks [3].
- Toksikoloogiline uurimistöö: CHO-K1 rakke kasutatakse sageli ravimite avastamiseks ja sõelumiskatsetes. Neid saab kasutada potentsiaalsete ravimite toksilisuse ja efektiivsuse hindamiseks. Lisaks kasutavad teadlased CHO-K1 rakke ravimi ja sihtmärgi vaheliste interaktsioonide uurimiseks ning ravimi metabolismi uurimiseks. CHO-K1 rakuliini abil on läbi viidud mitmeid uuringuid taimeekstraktide, ühendite, nanokübemete, terapeutiliste valkude ja muude ainete võimalike terapeutiliste mõjude hindamiseks. Sarnane uuring viidi läbi 2022. aastal, kus teadlased mõõtsid flavonoididerikaste taimeekstraktide tsütotoksilist potentsiaali CHO-K1 rakkudes [4]. Samuti hinnati Ryan Deweese ja kolleegide läbiviidud uuringus Baptisia australis, Trifolium pratense ja Rubus idaeus ekstraktide tsütotoksilisust hiina hamstri munasarja CHO-K1 rakkudel [5].
5. CHO-K1 rakud: teadusartiklid
Allpool on toodud mõned huvitavad teadusartiklid CHO-K1 rakkude kohta.
Ajakirjas Molecular Biology Reports (2023) avaldatud uuringus väidetakse, et SIRT6-geeni üleväljendamine avaldab positiivset mõju CHO-K1-rakkude eluvõimele ja antikeha ekspressioonile.
See artikkel on avaldatud ajakirjas Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers (2021). Uuringu tulemused näitavad CRISPR-Cas13d potentsiaali CHO-K1 rakkude geneetiliseks modifitseerimiseks, et parandada antikehade tootmist nii kvaliteedi kui ka kvantiteedi osas.
Selles Nature Scientific Reports (2018) ajakirjas avaldatud uurimusartiklis soovitati maltoosi kui paljulubavat energiaallikat CHO-K1 rakkude kasvatamiseks valguvabas keskkonnas ja rekombinantse monoklonaalse antikeha tootmise parandamiseks.
Selles Indonesian Journal of Cancer Chemoprevention (2018) ajakirjas avaldatud uuringus kasutati CHO-K1 rakke, et hinnata musta pipra etanooliekstrakti potentsiaalset tsütotoksilist ja genotoksilist mõju nii eraldi kui ka kombinatsioonis doksorubitsiiniga.
Hõbedananoosakeste tsütotoksilisus ja genotoksilisus hiina hamstri munasarja rakuliinis (CHO-K1)
See uurimus avaldati ajakirjas The Nucleus 2019. aastal. Selles hindasid teadlased hõbedananoosakeste tsütotoksilist ja genotoksilist potentsiaali CHO-K1 rakuliinis.
CHO-K1 rakuliini ressursid: protokollid, videod ja muud
CHO-K1 on tuntud rakuliin. Siin on loetletud kättesaadavad ressursid, mis sisaldavad CHO-K1 kultiveerimise ja transfektsiooni protokolle.
- CHO-K1 transfektsioon: Selles lingis kirjeldatakse CHO-K1 transfektsiooniprotokolli. See on samm-sammuline juhend plasmiid-DNA transfekteerimiseks CHO-K1 rakkudesse, kasutades Lipofectamine LTX reagenti.
- CHO-K1 transfektsiooni juhend: Selles videos selgitatakse üksikasjalikult CHO-K1 ajutise transfektsiooni protseduuri.
Siin on mõned allikad, mis kirjeldavad CHO-K1 rakkude kultiveerimisprotokolli.
- CHO-K1 rakud: See veebisaidi link sisaldab kasulikku teavet CHO-K1 rakkude kohta, sealhulgas CHO-K1 kasvukeskkonna retsepti, subkultiveerimise ja sulatamise protokolli.
Viited
- Gamper, N., J.D. Stockand ja M.S. Shapiro, Hiina hamstri munasarja (CHO) rakkude kasutamine ioonikanalite uuringutes. J Pharmacol Toxicol Methods, 2005. 51(3): lk 177–85.
- Gupta, K. jt, Stabiilne CHO K1 rakuliin TNF-α vastu suunatud rekombinantse monoklonaalse antikeha tootmiseks. Molecular Biotechnology, 2021. 63(9): lk 828–839.
- Popp, O. jt. Pre-glükotehnoloogiliselt muundatud CHO-K1 pererakkude liini arendamine antikehade ekspresseerimiseks, millel on tugevdatud Fc-vahendatud efektorfunktsioon. MAbs. 2018. Taylor & Francis.
- Kurchatova, M. jt. Flavonoide sisaldavate taimeekstraktide tsütotoksilisus CHO-rakuliini suhtes: võrdlev uuring. Cell and Tissue Biology, 2022. 16(1): lk 80–85.
- Deweese, R. jt, Trifolium pratense, Baptisia australis ja Rubus idaeus ekstraktide tsütotoksiline toime CHO-K1 rakkudele. GSC Advanced Research and Reviews, 2021. 8(1): lk 128–139.