Julkaistu: 2023 | Viimeksi tarkistettu: toukokuu 2026
U937-solut – malli monosyyttisen leukemian tutkimukselle ja kehitykselle
U937-solulinja, jota käytetään laajalti biolääketieteellisessä tutkimuksessa in vitro -mallina, on peräisin promonosyyttisestä solulinjasta ja tarjoaa arvokasta tietoa myeloidisolujen soludynamiikasta. Tässä artikkelissa syvennytään U937-solulinjan alkuperään, yleisiin ominaisuuksiin ja monipuolisiin sovelluksiin. Solulinja on keskeinen tekijä immuunisolujen molekyylimekanismien ja signalointireittien ymmärtämisessä, erityisesti akuutin myelooisen leukemian (AML) yhteydessä.
- Kasvatusväliaine
U937-soluviljelmää ylläpidetään RPMI 1640 -kasvatusliuoksessa. Tätä liuosta täydennetään 2,0 mM:lla L-glutamiinia, 2,0 g/l NaHCO₃:lla, 2,0 g/l L-glukoosilla ja 10 %:lla FBS:llä optimaalisen solujen kasvun varmistamiseksi. Elatusaine vaihdetaan 1–2 kertaa viikossa. - Kaksinkertaistumisaika
U937-solujen keskimääräinen populaation kaksinkertaistumisaika on 36 tuntia. Se voi kuitenkin vaihdella 48–72 tunnin välillä. - Kasvutyyppi
U937-makrofagit ovat muodoltaan pyöreitä ja kasvavat suspensiokulttuureissa. - Bioturvallisuustaso
BSL-1 - Saatavana
Cytion — Tilaa U937
- U937-solujen alkuperä ja yleiset ominaisuudet
- U937-solulinja: Viljelyohjeet
- U937-solujen edut ja haitat
- U937-monosyyttisolulinja immunologiseen ja hematologiseen tutkimukseen
- U937-solulinjan sovellukset tutkimuksessa
- U937-solut: Tutkimusjulkaisut
- U937-solulinjan resurssit: protokollat, videot ja muuta
- U937-solulinjan tutkimuskäyttöön liittyvät usein kysytyt kysymykset
- Viitteet
- Usein kysyttyjä kysymyksiä
U937-solujen alkuperä ja yleiset ominaisuudet
Tässä osiossa käsitellään U937-solulinjan syntyä ja perusominaisuuksia. Tutustut U937-leukemiasolulinjan olemukseen, sen solutunnisteeseen, alkuperään sekä keskeisiin ominaisuuksiin, jotka tekevät siitä keskeisen mallin tutkimuksessa.
U937-solut, jotka Sundström ja Nilsson perustivat vuonna 1976 37-vuotiaan valkoihoisen miehen keuhkopussinesteestä, jolla oli yleistynyt histiosyyttinen lymfooma, edustavat ainutlaatuista promonosyyttistä fenotyyppiä [1]. Nämä solut ilmentävät monosyytti-makrofaagisolutyypeille tyypillistä morfologiaa: ne ovat pyöreitä ja niiden keskimääräinen halkaisija on noin 14 μm. Niiden pinnalla esiintyy merkkiaineita, kuten ihmisen DC-SIGN-proteiinia, joka on ratkaisevan tärkeä niiden roolin kannalta immunologisissa tutkimuksissa. U937-solulinjan kyky erilaistua erilaisiksi immuunisoluiksi – mukaan lukien monosyytit, makrofagit ja jopa dendriittisolut – altistuessaan tietyille ärsykkeille on erittäin kiinnostava, sillä se tarjoaa dynaamisen järjestelmän solujen erilaistumisprosessien tutkimiseen.
U937-solulinjan ominaisuuksiin kuuluu myös kyky ilmentää amelogeniiniä, merkkiainetta, jota tutkitaan usein verenkierrossa olevien esisolujen yhteydessä sekä poikkeavien kromosomien, erityisesti kromosomin 16 osien, arvioinnissa, mikä vahvistaa sen asemaa arvokkaana resurssina Cancer Cell Line Encyclopediassa. 3D-soluviljelyn ja edistyneiden kuvantamistekniikoiden avulla U937-solut tarjoavat lähes elävän olennon kaltaisen tilanteen, jolloin tutkijat voivat tarkkailla solujen käyttäytymistä ja vuorovaikutusta fysiologisesti merkityksellisemmässä ympäristössä.
U937-solulinja: Viljelyohjeet
Seuraavien U937-solujen viljelyyn liittyvien avainseikkojen tunteminen voi helpottaa ja tehostaa työtäsi. Opit seuraavaa: Mikä on U937-solujen kaksinkertaistumisaika? Onko U937-solulinja adheesiivinen vai suspensio? Mikä on U937-viljelyalusta? Miten U937-soluja viljellään?
U937-solujen viljelyn avainkohdat
Populaation kaksinkertaistumisaika:
U937-solujen keskimääräinen populaation kaksinkertaistumisaika on 36 tuntia. Se voi kuitenkin vaihdella 48–72 tunnin välillä.
Adheesiivinen vai suspensio:
U937-makrofaagit ovat muodoltaan pyöreitä ja kasvavat suspensiokulttuureissa.
Kylvötiheys:
U937-soluille suositellaan 1 x 10⁵ solua/ml:n kylvötiheyttä. Suspensiossa oleville soluille ei tarvita siirto-liuosta. Ne laimennetaan tuoreella elatusaineella ja lasketaan. Solut kylvetään vaadittuun solutiheyteen uuteen pulloon.
Kasvatusväliaine:
U937-soluviljelmää ylläpidetään RPMI 1640 -kasvatusliuoksessa. Tätä liuosta täydennetään 2,0 mM L-glutamiinilla, 2,0 g/l NaHCO3:lla, 2,0 g/l L-glukoosilla ja 10 % FBS:llä optimaalisen solujen kasvun varmistamiseksi. Elatusaine vaihdetaan 1–2 kertaa viikossa.
Kasvuolosuhteet (lämpötila, CO₂):
U937-soluviljelmät vaativat ihanteellisen kasvunsa varmistamiseksi 37 °C:n kostutettua inkubaattoria, johon syötetään 5 % CO₂.
Säilytys:
U937-soluja säilytetään nestemäisen typen höyryvaiheessa tai alle -150 °C:n lämpötilassa solujen elinkelpoisuuden säilyttämiseksi pidemmäksi ajaksi.
Jäädytysprosessi ja väliaine:
Ihmisen makrofagisolulinjan U937 pakastamiseen käytetään CM-1- tai CM-ACF-pakastusväliainetta. Solujen elinkelpoisuuden maksimoimiseksi suositellaan hidasta pakastusmenetelmää (lämpötilan asteittainen lasku 1 °C kerrallaan).
Sulatusprosessi:
Jäädytettyjä pulloja pidetään 37 °C:n vesihauteessa, kunnes jäljellä on vain pieni jääpalas. Soluihin lisätään tuoretta elatusainetta ja ne sentrifugoidaan. Elatusaine heitetään pois, solupelletti suspendoidaan uudelleen ja kaadetaan uuteen pulloon. U937-solut toipuvat jäädytysprosessista suhteellisen nopeasti.
Bioturvallisuustaso:
U937-solujen viljelyyn suositellaan bioturvallisuustason 1 laboratorio-olosuhteita.
U937-solujen edut ja haitat
U937-soluilla on ainutlaatuinen yhdistelmä etuja ja haittoja, jotka tekevät niistä ihanteellisen tutkimusvälineen. Seuraavassa käsitellään U937-soluviljelyn merkittävimpiä etuja ja haittoja.
Edut
U937-solulinjan tärkeimpiä etuja ovat:
- Suurempi stabiilisuus: U937-solulinja on histiosyyttistä alkuperää, minkä vuoksi se on erittäin stabiili verrattuna primaarisiin verileukemiasoluihin. Lisäksi näitä soluja voidaan viljellä loputtomiin, ja ne ovat geneettisesti homogeenisia, minkä vuoksi ne toimivat kätevänä mallina tutkimuksissa.
- Eriytyminen: U937-solut kykenevät eriytyä muiksi immuunisoluiksi, kuten monosyytteiksi, makrofageiksi tai dendriittisoluiksi, kun ne altistetaan ärsykkeelle. Tämä auttaa ymmärtämään immuunivasteiden syntymiseen liittyviä solumekanismeja.
- Helppo ylläpito: U937-soluja on helppo viljellä ja ylläpitää tutkimuslaboratorioissa. U937-solujen viljelyyn ei liity monimutkaisia menettelyjä tai protokollia.
Haitat
Seuraavassa on lueteltu joitakin U937-solulinjaan liittyviä haittoja.
- Kromosomipoikkeavuudet: U937-soluissa esiintyy kromosomipoikkeavuuksia, kuten translokaatioita. Tämä voi vaikuttaa kokeiden tuloksiin ja tulosten toistettavuuteen.
U937-monosyyttisolulinja immunologiseen ja hematologiseen tutkimukseen
U937-solulinjan sovellukset tutkimuksessa
U937-solut, histiosyyttinen lymfoomasolulinja, toimivat korvaamattomana mallina erilaisissa biologisissa tutkimussovelluksissa. Niitä arvostetaan erityisesti niiden roolista myeloidisolujen tutkimuksessa, etenkin makrofagimalleina, koska ne kykenevät erilaistumaan makrofagien kaltaisiksi soluiksi tietyissä olosuhteissa. U937-solulinja helpottaa makrofagien toiminnan tutkimista, mukaan lukien fagosyyttinen aktiivisuus ja sytokiinien neurobiologia, jotka ovat ratkaisevia tulehdusreaktioiden ja immuunijärjestelmän säätelyn ymmärtämisessä. Tällä solulinjalla on myös primaarisiin monosyytteihin verrattavia ominaisuuksia, mikä antaa tutkijoille mahdollisuuden tutkia immuunisolujen käyttäytymisen vivahteita ilman primaarisoluille ominaista vaihtelevuutta.
- Sytogeneettiset tutkimukset: Sytogeneettisen karakterisoinnin alalla U937-solut ovat olleet keskeisessä asemassa kromosomin 11 ja kromosomin 16 osien tutkimuksessa, erityisesti sentromeerin kaappauksen ja homologisten kromosomien käyttäytymisen osalta. Tutkijat käyttävät näitä soluja genomin uudelleenjärjestäytymisen ja genomin epävakauden tutkimiseen, jotka ovat olennaisia syövän etenemisen perustekijöiden ymmärtämisessä, mukaan lukien histiosyyttinen lymfooma, josta U937-solut ovat peräisin. Solulinja tarjoaa tarkkaa karyotyyppitietoa, mikä tekee siitä erinomaisen työkalun kromosomipoikkeavuuksien ja uudelleenjärjestyneiden kromosomien tutkimiseen, erityisesti kun kyseessä ovat kromosomin 20 uudelleenjärjestymät.
- Monosyyttien/makrofagien biologia: U937-solulinja toimii merkittävänä mallina monosyyttien ja makrofagien toimintojen ja säätelyn selvittämisessä. Tähän sisältyy muun muassa fagosytoosin, antigeenien esittelyn ja sytokiinituotannon tutkiminen. Erityisesti vuonna 2023 tehdyssä tutkimuksessa käytettiin U937-soluja glykomakropeptidin vaikutuksen tutkimiseen ihmisen makrofagisolujen tulehdusreaktioon. Tämä tutkimus korosti glykomakropeptidin tulehdusta hillitseviä ominaisuuksia ja osoitti sytokiinipitoisuuksien laskun näissä soluissa [2].
- Syöpätutkimus: Onkologian alalla U937-solut ovat keskeisessä asemassa syövän taustalla olevien solumekanismien ja signalointireittien selvittämisessä. Ne ovat myös ratkaisevassa asemassa syöpälääkkeiden seulonnassa ja uusien syöpähoitojen arvioinnissa. Tätä sovellusta hyödyntäen eräässä tutkimuksessa käytettiin U937-myelooisen leukemian solulinjaa tuoreen ja höyrytettyjen lehtikaalimehujen syöpälääkkeiden vaikutusten arvioimiseksi. Tutkimuksen tulokset osoittivat, että mehu edistää syöpäsolujen apoptoottista toimintaa kaspaasiriippuvaisen reitin kautta [3].
- Toksikologiset tutkimukset: U937-soluja käytetään myös ympäristösaasteiden ja erilaisten kemikaalien sytotoksisten vaikutusten tutkimiseen. Esimerkiksi yhdessä tutkimuksessa käytettiin muun muassa U937-solulinjaa polyeteenimikromuovien mahdollisten sytotoksisten vaikutusten arvioimiseksi [4]. Tämä tutkimus, samoin kuin muutkin, korostaa U937-solujen merkitystä toksikologiassa tarjoamalla mallin, jonka avulla voidaan ymmärtää, miten aineet ovat vuorovaikutuksessa ihmisen monosyyttisolujen kanssa ja millainen niiden potentiaalinen vaikutus ihmisen terveyteen on.
Käyttämällä konfokaalista laserskannausmikroskopiaa tutkijat voivat visualisoida ja kvantifioida U937-solujen fagosyyttistä aktiivisuutta, mikä auttaa niiden reaktioiden fenotyyppien määrittämisessä erilaisille ärsykkeille, mukaan lukien tartuntataudinaiheuttajat. Solulinjan ontologiat ja tarkat karyotyyppitiedot parantavat entisestään tällaisten tutkimusten tarkkuutta.
U937-solut: Tutkimusjulkaisut
Seuraavassa on esitetty joitakin mielenkiintoisia ja merkittäviä tutkimuksia, joissa on käytetty U937-soluja.
Magnofloriini tehostaa LPS:n aktivoimia proinflammatorisia vasteita MyD88-riippuvien reittien kautta U937-makrofageissaTässä Planta Medica -lehdessä (2018) julkaistussa tutkimuksessa esitettiin, että Tinospora crispa -kasvista saadulla tärkeällä bioaktiivisella metaboliitilla on suuri potentiaali vahvistaa immuunivasteita U937-makrofageissa.
Peganum harmala -siemenuutteiden vaikutus typpioksidiin U937-monosyyteissä ja makrofageissaTämä tutkimusartikkeli julkaistiin International Journal of Medical Laboratory -lehdessä vuonna 2020. Tutkimuksessa arvioitiin Peganum harmala -siemenuutteiden mahdollisia vaikutuksia typpioksidin tuotantoon U937-monosyyteissä ja -makrofageissa.
Polyeteenimikromuovien mahdollisen myrkyllisyyden arviointi ihmisperäisissä solulinjoissaTässä Science of the Total Environment -lehdessä (2022) julkaistussa tutkimuksessa arvioitiin ympäristösaasteiden, eli polyeteenimikromuovien, mahdollisia sytotoksisia vaikutuksia U937-, THP-1- ja kolmessa muussa ihmisperäisessä solulinjassa.
Vitex trifolia L. -lehtiuutteiden ja kasviperäisten ainesosien vaikutukset sytokiinituotantoon ihmisperäisissä U937-makrofageissaTämä tutkimus julkaistiin vuonna 2020 BMC Complementary Medicine and Therapies -lehdessä. Tutkimuksessa selvitettiin Vitex trifolia L. -kasvin lehdistä valmistettujen erilaisten uutteiden vaikutuksia sytokiinien tuotantoon U937-makrofageissa.
Pieniannoksinen ionisoiva säteilyaltistus hillitsee solusykliä ja proteiinisynteesireittejä in vitro -olosuhteissa ihmisen primaarisissa keratinosyytteissä ja U937-solulinjoissa. PLOS One -lehdessä julkaistu artikkeli (2018) tutkittiin pieniannoksisen ionisoivan säteilyn mahdollisia vaikutuksia U937-solulinjassa ja primaarisissa keratinosyytteissä.
U937-solulinjan resurssit: protokollat, videot ja muuta
U937-solut ovat laajasti käytettyjä tutkimusvälineitä. Tässä mainitaan joitakin arvokkaita resursseja, joissa selitetään U937-solujen viljely- ja erilaistumisprotokollia:
- U937-erilaistumisprotokolla: Tämä asiakirja sisältää protokollan U937-solujen erilaistumiseen. Lisäksi siinä on protokolla U937-ihmisen myelooisen leukemian solujen viljelyyn
- Suspensiosolujen aliviljely: Tämä video esittelee yleisen protokollan U937:n kaltaisten suspensiosolulinjojen aliviljelyyn.
- U937-solulinja: Tämä verkkosivusto sisältää runsaasti tietoa U937-soluista. Siinä kuvataan U937-monosyyttien ja makrofagien aliviljely-, pakastus- ja sulatusohjeet.
U937-solulinjan tutkimuskäyttöön liittyvät usein kysytyt kysymykset
Lähteet
- Chanput, W., V. Peters ja H. Wichers, THP-1- ja U937-solut. Elintarvikkeiden bioaktiivisten aineiden vaikutus terveyteen: in vitro- ja ex vivo -mallit, 2015: s. 147–159.
- Córdova-Dávalos, L.E. ym., Glykomakropeptidin suojaava vaikutus U937-makrofaagien tulehdusreaktioon. Foods, 2023. 12(7): s. 1528.
- Pungpuag, S., S. Boonpangrak ja Y. Suwanwong, Tuoreen ja höyrytettyjen kiinalaisten lehtikaalien mehun leukemian vastaiset vaikutukset U937-solulinjassa sekä niiden apoptoosia edistävät vaikutukset kaspaasiriippuvaisen reitin kautta. Foods, 2023. 12(7): s. 1471.
- Gautam, R. ym., Polyeteenimikromuovien potentiaalisen toksisuuden arviointi ihmisperäisillä solulinjoilla. Science of the Total Environment, 2022. 838: s. 156089.
- Chanput, W., J.J. Mes ja H.J. Wichers, THP-1-solulinja: in vitro -solumalli immuunimodulaatiotutkimuksiin. International immunopharmacology, 2014. 23(1): s. 37–45.