CHO-K1-solut: bioteknologisen tutkimuksen vakiintunut perusta
CHO-K1-solut ovat peräisin kiinalaisen hamsterin munasarjasolulinjasta (CHO). Niitä käytetään laajasti teollisessa bioteknologiassa biolääkkeiden ja muiden rekombinanttiproteiinien tuotantoon. Lisäksi CHO-K1-solulinjaa käytetään myös toksikologisessa tutkimuksessa. Tutkijat muokkaavat näitä soluja geneettisesti glykosylaation parantamiseksi, apoptoosin vähentämiseksi ja kokonaisproduktiivisuuden lisäämiseksi.
- Kasvatusväliaine
- CHO-K1-solujen viljelyyn käytetään Ham's F12 -kasvatusväliainetta, johon on lisätty 10 % FBS:ää, 1,0 mM stabiilia glutamiinia, 1,0 mM natriumpyruvaattia ja 1,1 g/l NaHCO3:a. Väliaine tulisi vaihtaa 2–3 kertaa viikossa.
- Kaksinkertaistumisaika
- CHO-K1-solujen kaksinkertaistumisaika on noin 22 tuntia.
- Kasvutyyppi
- CHO-K1-solut ovat adheesiivisia. Ne voidaan kuitenkin muokata geneettisesti CHO-K1-suspensiosoluiksi.
- Bioturvallisuustaso
- BSL-1
- Saatavana
- Cytion — Tilaa CHO-K1
Alkuperä ja yleiset ominaisuudet: CHO-K1-solut
Solulinjan yleiset ominaisuudet ja alkuperä määräävät sen käytön tutkimuksessa. Tässä osiossa kerrotaan kuuluisan CHO-K1-solulinjan alkuperästä ja ominaisuuksista. Saat tietää: Mistä CHO-K1-solu on peräisin? Kuinka suuria CHO-K1-solut ovat? Mikä on CHO-K1-solulinjan täydellinen nimi? Millainen on CHO-K1-solujen morfologia?
- CHO-K1 eli kiinalaisen hamsterin munasarjasolulinja K1 on emosolulinjan CHO-solujen alaklooni, joka on peräisin vuonna 1957 aikuisen naarashamsterin munasarjasta otetusta koepalasta. Alkuperäisen solulinjan kehittivät T.T. Puck ja hänen kollegansa Coloradon yliopiston lääketieteellisessä tiedekunnassa Denverissä, Yhdysvalloissa [1].
- CHO-K1-solulinjalla on epiteelin kaltainen morfologia.
- CHO-K1-solujen halkaisija on noin 0,001 millimetriä. Mielenkiintoista on, että solut ovat aluksi suuria, mutta pienenevät ajan myötä.
- CHO-K1-genomissa on samanlainen määrä kromosomeja kuin ihmisen soluissa. Niillä on diploidinen karyotyyppi ja vain harvoja kromosomipoikkeavuuksia.
CHO-K1- ja CHO-S-solulinjat
Molemmat solulinjat ovat CHO-johdannaisia. Ne eroavat toisistaan solujen kasvun ja lisääntymisen suhteen. CHO-S-solut on sopeutettu kasvamaan viljelmissä, kun taas CHO-K1-soluja voidaan geneettisesti manipuloida tuottamaan adheesiivisia ja suspensiosoluja.
CHO-K1-solulinja: Viljelyohjeet
CHO-K1-solulinjaa käytetään laajalti teollisessa bioteknologian tutkimuksessa. Ne ovat helposti ylläpidettäviä solulinjoja. CHO-K1-solujen viljelyn avainkohdista tietämällä voit helpottaa työtäsi. Tämä osio auttaa sinua oppimaan: Ovatko CHO-K1-solut adheesiivisia? Mikä on CHO-K1-solujen kaksinkertaistumisaika? Mitä elatusainetta käytetään CHO-soluviljelyssä? Mikä on CHO-K1-solujen kylvötiheys?
CHO-K1-solujen viljelyn avainkohdat
Populaation kaksinkertaistumisaika:
CHO-K1-solujen kaksinkertaistumisaika on noin 22 tuntia.
Adheesiiviset vai suspensio:
CHO-K1-solut ovat kiinnittyviä. Ne voidaan kuitenkin muokata geneettisesti CHO-K1-suspensiosoluiksi.
Kylvötiheys:
CHO-K1-solujen kylvötiheys on 1 x 104 solua/cm2. Tällä tiheydellä solut muodostavat yhtenäisen kerroksen noin 6 päivässä. Adheesiivisten solujen osalta solut huuhdellaan 1 x PBS:llä ja inkuboidaan 8–10 minuuttia huoneenlämmössä. Irrotetut solut lisätään tuoreeseen elatusaineeseen ja sentrifugoidaan. Kerätyt solut suspendoidaan uudelleen ja kaadetaan uuteen pulloon kasvattamista varten.
Kasvatusväliaine:
CHO-K1-solujen viljelyyn käytetään Ham's F12 -kasvatusväliainetta, johon on lisätty 10 % FBS:ää, 1,0 mM stabiilia glutamiinia, 1,0 mM natriumpyruvaattia ja 1,1 g/l NaHCO3:a. Väliaine tulisi vaihtaa 2–3 kertaa viikossa.
Kasvatusolosuhteet:
CHO-K1-viljelmiä pidetään 37 °C:n kostutetussa inkubaattorissa, johon syötetään 5 % CO2:ta.
Säilytys:
Jäädytetyt CHO-K1-solut säilytetään alle -150 °C:n lämpötilassa tai nestemäisen typen höyryvaiheessa.
Jäädytysprosessi ja väliaine:
CHO-K1-solujen pakastamiseen käytetään CM-1- tai CM-ACF-pakastusväliaineita. CHO-K1-solujen pakastamiseen käytetään hidasta pakastusprosessia, jossa lämpötila laskee asteittain 1 °C kerrallaan.
Sulatusprosessi:
Jäädytetyt CHO-K1-solut pidetään 37 °C:n vesihauteessa, kunnes jäljellä on vain pieni jääpalas. Sulatetut solut lisätään tuoreeseen viljelyalustaan ja kaadetaan uuteen pulloon, joka sisältää viljelyalustaa tiheydellä 5 x 104 solua/cm2. Solujen elpyminen kestää lähes 24–48 tuntia.
Bioturvallisuustaso:
CHO-K1-viljelmiä käsitellään ja ylläpidetään bioturvallisuustason 1 laboratorioissa.
CHO-K1-solujen edut ja rajoitukset
CHO-K1 on korvaamaton tutkimusväline. Sen ainutlaatuinen yhdistelmä etuja ja rajoituksia erottaa sen muista solulinjoista. Tässä osiossa on käsitelty muutamia CHO-K1-solulinjan etuja ja haittoja.
Edut
CHO-K1-solulinjan tärkeimpiä etuja ovat:
Transfektiivisyys
CHO-K1-soluja käytetään laajalti transfektiotutkimuksissa. Ne voidaan transfektoida väliaikaisesti ja pysyvästi erilaisilla fysikaalisilla ja kemiallisilla menetelmillä. Koska CHO-K1-solut ovat erittäin helppoja transfektoida, niitä käytetään laajalti rekombinanttiproteiinien ja muiden biolääkkeiden tuotannossa.
Nopea kasvuvauhti ja helppo viljely
CHO-K1-solujen kaksinkertaistumisaika on vain 22 tuntia, joten niiden kasvunopeus on suuri ja ne ovat ihanteellisia teolliseen bioteknologian käyttöön. Lisäksi CHO-K1-solujen suspensioadaptaatio tekee niistä hyödyllisiä suurten määrien biolääkkeiden tuotannossa. Ne ovat myös helppoja viljellä ja ylläpitää laboratorioissa eivätkä vaadi vaikeita viljelyolosuhteita tai -menettelyjä.
Kromosomipoikkeavuuksien alhainen esiintyvyys
CHO-K1 on hyvin karakterisoitu ja vakiintunut mallijärjestelmä. CHO-K1-genomi on vakaa ja siinä on vain vähän kromosomipoikkeavuuksia. Siksi ne ovat ihanteellisia isäntäsoluja rekombinanttiproteiinien tuotantoon.
Rajoitukset
Seuraavassa on joitakin CHO-K1-solulinjan rajoituksia:
Ei-ihmisen alkuperä
Vaikka CHO-K1-solut kykenevät tuottamaan ihmisen kaltaisia glykosylaatiomalleja, ne eivät ole peräisin ihmisestä. Tämä voi olla ongelma tutkittaessa hyvin ihmiselle ominaisia soluprosesseja ja terapeuttisten aineiden immunogeenisyyttä.
Heterogeenisyys
CHO-K1-soluilla voi olla hieman erilaisia geneettisiä ominaisuuksia saman populaation sisällä, mikä johtaa geneettiseen heterogeenisuuteen. Tämä voi vaikuttaa solujen toimintoihin ja aiheuttaa vaihtelua proteiinien ilmentymistasoissa, mikä voi vaikuttaa kokeellisten tulosten toistettavuuteen.
CHO-K1-solulinjan sovellukset tutkimuksessa
CHO-K1-solulinjalla on lukuisia sovelluksia teollisessa bioteknologiassa ja toksikologisessa tutkimuksessa. Tässä olemme käsitelleet joitakin erityisiä sovelluksia.
- Rekombinanttiproteiinien tuotanto: CHO-K1-solut ovat korvaamattomia tutkimusvälineitä rekombinanttiproteiinien, kuten vasta-aineiden, terapeuttisten proteiinien ja entsyymien, tuotannossa. Niiden nopea kasvuvauhti ja helpot viljelyolosuhteet auttavat tuottamaan suuria määriä rekombinanttiproteiineja, joilla on oikea taitto ja glykosylaatio. Esimerkiksi Kritika Guptan tekemässä tutkimuksessa käytettiin CHO-K1-soluja ja transfektoitiin ne stabiilisti tuottamaan rekombinanttia monoklonaalista vasta-ainetta tuumorinekroositekijä-alfaa (TNF-α) vastaan [2]. CHO-K1-vasta-aineiden tuotanto on varsin luotettavaa ja kätevää. Tutkijat muokkaavat näitä soluja myös CHO-K1-vasta-aineiden tuotannon parantamiseksi. Esimerkiksi eräässä tutkimuksessa CHO-K1-soluja muokattiin geneettisesti tuottamaan vasta-aineita, joissa oli suuri osuus a-fukosyloituja Fc-sitoutuneita N-glykaaneja, mikä on tärkeää niiden efektoritoiminnalle [3].
- Toksikologinen tutkimus: CHO-K1-solua käytetään usein lääkekehityksessä ja seulontatesteissä. Niitä voidaan käyttää potentiaalisten lääkkeiden toksisuuden ja tehokkuuden arviointiin. Lisäksi tutkijat käyttävät CHO-K1-soluja lääke-kohde-vuorovaikutusten tutkimiseen ja lääkeaineenvaihdunnan tutkimiseen. Useita tutkimuksia on tehty kasviuutteiden, yhdisteiden, nanohiukkasten, terapeuttisten proteiinien ja muiden aineiden mahdollisten terapeuttisten vaikutusten arvioimiseksi käyttäen CHO-K1-solulinjaa. Vastaava tutkimus tehtiin vuonna 2022, jossa tutkijat mittasivat flavonoidipitoisten kasviuutteiden sytotoksista potentiaalia CHO-K1-soluissa [4]. Samoin Ryan Deweesen ja hänen kollegoidensa tekemässä tutkimuksessa arvioitiin Baptisia australis-, Trifolium pratense- ja Rubus idaeus -uutteiden sytotoksisuutta kiinalaisen hamsterin munasarjasoluilla (CHO-K1) [5].
5. CHO-K1-solut: Tutkimusjulkaisut
Seuraavassa on joitakin mielenkiintoisia tutkimusjulkaisuja CHO-K1-soluista.
Tämä Molecular Biology Reports -lehdessä (2023) julkaistu tutkimus esitti SIRT6-geenin yli-ilmentymisen positiivisia vaikutuksia CHO-K1-solujen elinkelpoisuuteen ja vasta-aineiden ilmentymiseen.
Tämä julkaisu on ilmestynyt Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers -lehdessä (2021). Tutkimustulokset osoittavat CRISPR-Cas13d:n potentiaalin CHO-K1-solujen geneettisessä muuntamisessa vasta-aineiden tuotannon laadun ja määrän parantamiseksi.
Tämä Nature Scientific Reports -lehdessä (2018) julkaistu tutkimusartikkeli ehdotti maltoosia lupaavaksi energialähteeksi CHO-K1-solujen viljelyyn proteiinittomassa väliaineessa ja rekombinanttien monoklonaalisten vasta-aineiden tuotannon tehostamiseksi.
Tässä Indonesian Journal of Cancer Chemoprevention -lehdessä (2018) julkaistussa tutkimuksessa käytettiin CHO-K1-soluja arvioimaan mustapippurin etanoliuutteen mahdollisia sytotoksisia ja antigenotoksisia vaikutuksia yksinään ja yhdistettynä doksorubisiin.
Tämä tutkimus julkaistiin The Nucleus -lehdessä vuonna 2019. Siinä tutkijat arvioivat hopeananohiukkasten sytotoksista ja genotoksista potentiaalia CHO-K1-solulinjassa.
CHO-K1-solulinjan resurssit: protokollat, videot ja muuta
CHO-K1 on tunnettu solulinja. Tässä mainitaan saatavilla olevat resurssit, jotka sisältävät CHO-K1-viljely- ja transfektioprotokollat.
- CHO-K1-transfektio: Tässä linkissä kuvataan CHO-K1-transfektioprotokolla. Se on vaiheittainen opas plasmidi-DNA:n transfektiosta CHO-K1-soluille Lipofectamine LTX -reagenssin avulla.
- CHO-K1-transfektio-opas: Tässä videossa selitetään yksityiskohtaisesti CHO-K1-solujen väliaikainen transfektio.
Tässä on joitakin lähteitä, joissa kuvataan CHO-K1-solujen viljelyprotokollaa.
- CHO-K1-solut: Tämä verkkosivustolinkki sisältää hyödyllistä tietoa CHO-K1-soluista, mukaan lukien CHO-K1-kasvatusaineen resepti, aliviljely ja sulatusprotokolla.
Viitteet
- Gamper, N., J.D. Stockand ja M.S. Shapiro, Kiinalaisen hamsterin munasarjasolujen (CHO) käyttö ionikanavien tutkimuksessa. J Pharmacol Toxicol Methods, 2005. 51(3): s. 177–85.
- Gupta, K. ym., Vakaa CHO K1 -solulinja TNF-α:ta vastaan suunnatun rekombinantin monoklonaalisen vasta-aineen tuottamiseen. Molecular Biotechnology, 2021. 63(9): s. 828–839.
- Popp, O., et al. Pre-glykoinsinöidyn CHO-K1-isäntäsolulinjan kehittäminen vasta-aineiden ilmentämiseksi, joilla on parannettu Fc-välitteinen efektoritoiminto. teoksessa MAbs. 2018. Taylor & Francis.
- Kurchatova, M., et al., Flavonoideja sisältävien kasviuutteiden sytotoksisuus CHO-solulinjalle: vertaileva tutkimus. Cell and Tissue Biology, 2022. 16(1): s. 80–85.
- Deweese, R., et al., Trifolium pratense-, Baptisia australis- ja Rubus idaeus -uutteiden sytotoksiset vaikutukset CHO-K1-soluille. GSC Advanced Research and Reviews, 2021. 8(1): s. 128–139.