HEK293T-solut: transfektiotutkimusten potentiaalin hyödyntäminen

HEK293T-solut ovat ihmisen alkion munuaisperäisiä soluja, joita käytetään laajalti teollisessa bioteknologiassa, toksikologiassa ja syöpätutkimuksessa. Näitä ikuistettuja soluja käytetään myös erilaisten terapeuttisten proteiinien ja virusten tuottamiseen.

HEK293T-solujen yleiset ominaisuudet ja alkuperä

Tässä artikkeliosassa käsitellään HEK293T-solulinjan alkuperää ja yleistä tietoa. 

• HEK293T-solulinja on peräisin laboratoriossa viljellyistä primaarisista ihmisen alkion munuais soluista. Tutkijat kehittivät nämä solut 1970-luvun alussa transfektoimalla alkion munuais soluja leikatulla adenoviruksen tyypin 5 DNA-fragmentilla. Tutkijat perustivat HEK293T-solulinjan tuomalla simianvirus 40:n (SV40) suuren T-antigeenin HEK293-solujen genomiin. Tämän muunnoksen ansiosta tutkijat pystyivät helposti transfektoimaan 293-soluja ja tekemään niistä sopivia proteiinituotantoon ja geeniekspressiotutkimuksiin [1].
• HEK293T-soluilla on epiteelin kaltainen morfologia. Ne ovat pitkänomaisia ja litteitä, ja niillä on selkeä soluraja.
• HEK293T-solujen halkaisija on 11–15 µm.
• SV40-suuren T-antigeenin HEK293T-soluilla on monimutkainen karyotyyppi. Nämä solut ovat hypotriploideja, sisältävät kolme kertaa vähemmän kromosomeja kuin haploidi sukusolu, ja niiden modaalinen kromosomiluku on 64.

Mitä eroa on HEK293T- ja HEK293-soluilla?

Sekä HEK293- että HEK293T-solulinjat ovat peräisin ihmisestä. HEK293T on suosittu HEK293-solulinjan johdannainen. Tutkijat kehittivät nämä solut alkuperäisistä ihmisen alkion munuaisista peräisin olevista 293-soluista transfektoimalla ne SV40-viruksen suurella T-antigeenillä, kun taas kuolemattomat HEK293-solut luotiin muuntamalla ja viljelemällä ihmisen alkion munuaiskudoksesta peräisin olevia soluja leikatulla ihmisen adenoviruksen 5 DNA-fragmentilla.

HEK293T-solujen soluteknologiat ja biolääketieteelliset sovellukset

Soluviljely ja solupankit HEK293T-tutkimuksessa

Ihmisen alkion munuaisista 293 peräisin olevia HEK293T-soluja käytetään laajasti soluviljelyssä niiden voimakkaan kasvun ja helpon transfektion vuoksi. Työskennellessään näiden solujen kanssa tutkijoiden on asetettava etusijalle solupankkitoiminta, johon kuuluu solujen varastointi pitkäaikaista tutkimusta ja terapeuttista käyttöä varten. Heidän on käytettävä porrastettua solupankkimenetelmää solujen ominaisuuksien säilyttämiseksi ja solujen elinkelpoisuuden varmistamiseksi pitkällä aikavälillä. Solupankkien luominen edellyttää hyvien valmistuskäytäntöjen noudattamista, jotta solujen elinkelpoisuus ja eheys terapeuttisia sovelluksia varten voidaan varmistaa.

Hyvät valmistuskäytännöt ovat ratkaisevan tärkeitä HEK293T-solupankkien tuotannossa, jotka ovat perustana sekä tutkimukselle että terapeuttisille sovelluksille. Pääsolupankki toimii vertailukohtana kaikille myöhemmille solutuotteille. Näiden solujen valmistus terapeuttisiin sovelluksiin, kuten lentivirusten tuotanto geeniterapioita varten, noudattaa tiukkoja sääntelystandardeja lopputuotteiden turvallisuuden ja tehokkuuden varmistamiseksi.

HEK293T:tä käyttävät protokollat ja määritykset

Sytoteknologiassa on suunniteltu erityisiä protokollia ja määrityksiä HEK293T-solujen ominaisuuksien arvioimiseksi. Näihin kuuluu geeniterapiavektoreiden tehokkuuden arviointi sekä solujen vuorovaikutuksen arviointi soluviljelmän soluväliaineen kanssa maljalla tai suspensiokulttuurissa. HEK293T-solujen eheyden säilyttämiseksi tutkijat valitsevat transfektioreagenssit tarkasti ja altistavat raaka-aineet tiukoille laadunvalvontatesteille.

HEK293T-solulinjan tutkimussovellukset

• Rokotteiden kehittäminen: HEK293T-solulinjaa on käytetty virusten tutkimiseen ja virusvektoreihin perustuvien rokotteiden tuottamiseen erilaisten virusinfektioiden torjumiseksi. Eräässä tutkimuksessa käytettiin tätä alkion munuaisolulinjaa COVID-19-viruksen soluun tunkeutumisen rakenteellisen ja toiminnallisen perustan tutkimiseen ihmisen angiotensiinikonvertaasientsyymi 2:n (ACE2) kautta [3]. Lisäksi eräässä tuoreessa tutkimuksessa käytettiin HEK93T-soluja SARS-CoV-2-spike-pseudotyyppisten lentiviruspartikkelien tuottamiseen [4].
  
• Toksikologinen tutkimus: Tätä ihmisen alkion munuaissolulinjaa käytetään laajalti lääkkeiden toksisuuden ja tehokkuuden testaamiseen. Vuonna 2022 tehdyssä tutkimuksessa käytettiin HEK293T:tä normaalina ihmisen solulinjana Caladium lindenii -uutteiden sytotoksisen potentiaalin validoimiseksi maksasyöpäsolulinjaa HepG2 vastaan [5].
• Geenien ilmentymistutkimukset: SV40-suuren T-antigeenin HEK293T-solulinja on erittäin altis transfektiolle, joten se sopii geenien ilmentymistutkimuksiin. Eräässä tutkimuksessa käytettiin HEK293T-soluja pitkän ei-koodaavan RNA:n SNHG16:n roolin tutkimiseen trofoblastien toimintojen säätelyssä. Tutkimus paljasti, että LncRNA SNHG16 vuorovaikuttaa miR-218-5p/LASP1-akselin kanssa välittäen näitä vaikutuksia [6].

HEK293T-soluja hyödyntävät soluterapian innovaatiot

HEK293T-solujen avulla saavutetut edistysaskeleet soluterapiassa

HEK293T-solut vaikuttavat merkittävästi soluterapian kenttään, erityisesti geeniterapiaan tarkoitettujen virusvektoreiden tuotannossa. Nämä solut ovat välttämättömiä hyvän valmistustavan sääntöjä noudattavissa valmistusprosesseissa, sillä ne takaavat korkealaatuisten geeniterapiatuotteiden tuotannon. Valmistushenkilöstön koulutuksessa keskitytään myös HEK293T-solujen ainutlaatuisten ominaisuuksien käsittelyyn ja näistä soluista johdettujen lääkkeiden korkean laadun ylläpitämiseen.

HEK293T-solut kliinisissä tutkimuksissa ja geeniterapiassa

HEK293T-solulinja on keskeisessä roolissa geeniterapiatuotteiden kehityksessä ja olennainen osa kliinisiä tutkimuksia, joiden tavoitteena on tuoda uusia soluterapioita markkinoille. Tähän liittyy solulinjan korkean transfektiivisyyden hyödyntäminen geeninsiirrossa käyttämällä vektoreita, kuten lentiviruksen pakkausvektoreita, joissa integraasi D64V-mutaatio on ollut merkittävä edistysaskel turvallisuuden parantamisessa.

Innovatiiviset tekniikat HEK293T-soluviljelyssä

HEK293T-solujen monipuolisuus tukee innovatiivisia tekniikoita sekä kaksiulotteisissa että moniulotteisemmissa soluviljelmissä. Tämä sopeutumiskyky on avainasemassa tutkittaessa solutuotteita erilaisissa biolääketieteellisissä tutkimuksissa, mukaan lukien syöpätutkimus, jossa näitä soluja käytetään tuumorigeenisten prosessien tutkimiseen ja lääketestauksiin. Lisäksi HEK293T-linja on keskeisessä asemassa lentiviruksen partikkelien tuotannossa, jotka ovat tärkeitä sekä tutkimuksessa että terapeuttisten vektoreiden valmistusprosesseissa.

Hanki HEK293-soluja tutkimukseesi

Tee tutkimuksestasi entistä parempaa HEK293-soluillamme, jotka ovat tunnettuja sopeutumiskyvystään geeniekspressiotutkimuksissa ja rokotetuotannossa. Tarjontaamme kuuluu monipuolisia johdannaisia, kuten HEK293T, suspensioon sopeutettu HEK293-kanta, HEK293T/17, AAV-293 ja 2V6.11. Tutustu laajaan valikoimaamme, joka tukee ja edistää kokeellista työtäsi.

HEK293T-solulinjan viljelyohjeet

HEK293T-soluja viljellään laajasti tutkimuslaboratorioissa. Ennen HEK293T-soluviljelmän kehittämistä sinun on tiedettävä: Mikä on HEK293T-solujen kaksinkertaistumisaika? Mikä on HEK293T-viljelyalusta? Mikä on HEK293T-solujen kylvötiheys?

HEK293T-solujen viljelyn avainkohdat

Kaksinkertaistumisaika:

HEK293T-solujen kaksinkertaistumisaika on 30 tuntia.

Adherenssi tai suspensio:

HEK293T on kiinnittyvä solulinja.

Kylvötiheys:

HEK293T-solut kylvetään tiheydellä 1 x 10⁴ solua/cm². Tällä kylvötiheydellä solut muodostavat yhtenäisen monokerroksen noin 4 päivässä. Kylvöä varten kiinnittyvät solut irrotetaan Accutase-irrotusliuoksella. Irrotetut solut sentrifugoidaan ja suspendoidaan sitten varovasti kasvualustan avulla. Sen jälkeen solut siirretään uusiin pulloihin viljelyä varten.

Kasvatusväliaine:

HEK293T-soluja viljellään EMEM-kasvatusliuoksessa (Eagle's minimal essential medium), joka sisältää 1,0 g/l L-glukoosia, 2,2 g/l NaHCO3:ta, 2,0 mM L-glutamiinia ja 10 % sikiön naudan seerumia. Alusta tulee vaihtaa kahdesti viikossa.

Kasvuolosuhteet:

HEK293T-soluviljelmiä pidetään 37 °C:n kostutetussa inkubaattorissa, jossa on 5 %:n CO2-pitoisuus.

Säilytys:

Ihmisen alkion munuaisperäiset HEK293T-solut säilytetään nestemäisen typen höyryvaiheessa tai pidemmän aikaa alle -150 °C:n lämpötilassa.

Jäähdytysprosessi ja elatusaine:

HEK293-solut voidaan pakastaa CM-1- tai CM-ACF-pakastusväliaineessa. HEK293T-solujen elinkelpoisuuden säilyttämiseksi suositellaan hidasta pakastusprosessia, jossa lämpötila laskee asteittain 1 °C kerrallaan.

Sulatusprosessi:

Jäädytettyä solupulloa ravistellaan nopeasti vesihauteessa (37 °C), kunnes jäljellä on pieni jääpalanen. Solut suspendoidaan uudelleen väliaineeseen ja sentrifugoidaan jäädytysväliaineen komponenttien poistamiseksi. Talteen otetut solut viljellään sitten uusissa pulloissa, jotka sisältävät kasvualustaa. 

Bioturvallisuustaso:

HEK293T-soluviljelmien käsittelyyn ja ylläpitoon vaaditaan bioturvallisuustason 1 laboratorio.

Usein kysytyt kysymykset HEK293T-solujen viljelystä ja sovelluksista

HEK293T-solut: Tutkimusjulkaisut

Tässä osiossa olemme maininneet muutamia lupaavia tutkimusjulkaisuja, joissa käsitellään HEK293T-soluja.

SARS-CoV-2-mRNA-rokotteiden kehittäminen, jotka koodaavat piikkiproteiinin N-terminaalia ja reseptorisidontadomeeneja

Tämä julkaisu julkaistaan BioRxivissä vuonna 2022. Tässä tutkimuksessa käytettiin HEK293T-soluja COVID-19-viruksen mRNA-rokotteiden kehittämiseen, jotka koodaavat piikkigeenin N-terminaalia ja RBD-domeeneja (reseptorisidontadomeeneja).

Pyöreä HER2-RNA-positiivinen kolmoisnegatiivinen rintasyöpä on herkkä pertutsumabille

Tämä tutkimus julkaistaan Molecular Cancer -lehdessä vuonna 2020. Tutkimuksessa esitettiin, että pyöreän HER2-RNA:n ilmentyminen kolminkertaisesti negatiivisissa rintasyöpäsoluissa tekee niistä herkkiä Pertuzumab-lääkehoidolle. Tutkijat käyttivät tässä tutkimuksessa HEK293-soluja lentiviruksen tuotantoon ja pyöreän HER2-geenin transfektioon.

IFITM3:n antiviraalinen rooli prototyyppisen vaahtoviruksen infektiossa

Tämä artikkeli julkaistiin Virology Journal -lehdessä vuonna 2022. Tutkimuksessa käytettiin HEK293T-soluja IFITM3:n (interferonin indusoima transmembraaniproteiini 3) antiviraalisen vaikutuksen tutkimiseen prototyyppisen vaahtoviruksen (PFV) infektiossa.

MiRNA-21 välittää metformiinin antiangiogeenistä aktiivisuutta kohdentamalla PTEN- ja SMAD7-ilmentymistä sekä PI3K/AKT-reittiä

Tässä Nature Scientific Reports -lehdessä (2017) julkaistussa tutkimuksessa käytettiin HEK293T-soluja ja tutkittiin, että miRNA-21 välittää metformiinin indusoimia antiangiogeenisiä vaikutuksia säätelemällä PI3K/AKT-signalointireittiä sekä SMAD7- ja PTEN-geenien ilmentymistä.

MicroRNA-608 estää virtsarakon syövän proliferaatiota AKT/FOXO3a-signaalireitin kautta

Tämä tutkimus julkaistiin Molecular Cancer -lehdessä vuonna 2017. Tutkimuksessa käytettiin HEK293-soluja miRNA-608:n virtsarakkosyöpää estävän potentiaalin tutkimiseen.

HEK293T-solulinjan resurssit: protokollat, videot ja muuta

Seuraavassa on muutamia resursseja HEK293T-soluista:

• HEK293T-solujen transfektio.
• HEK-solujen transfektio: Tämä video esittelee yleisen transfektioprotokollan ihmisen alkion munuaisolulinjalle HEK293.
• Solujen siirto: Tässä videossa selitetään kiinnittyneiden solujen jakamis- tai aliviljelymenettely.

Soluviljelyprotokollat

HEK293T-solujen soluviljelyprotokollat on lueteltu tässä.

• HEK293T-solujen jakaminen: Tällä sivustolla on yksityiskohtainen vaiheittainen opas HEK293-solujen aliviljelyyn.
• Ihmisen alkion munuais solujen viljely: Tästä linkistä löydät HEK293T-solujen viljelyohjeet.

Viitteet

1. Tan, E., et al., HEK293-solulinja rekombinanttien proteiinien ja virusvektoreiden tuotantoalustana. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 2021, 9.
2. Kim, M.J., et al., AMPKα1 säätelee keuhko- ja rintasyövän etenemistä säätelemällä TLR4-välitteistä TRAF6-BECN1-signaalinvälitysakselia. Cancers (Basel), 2020, 12(11).
3. Wang, Q., et al., SARS-CoV-2:n tunkeutumisen rakenteellinen ja toiminnallinen perusta ihmisen ACE2:n avulla. Cell, 2020. 181(4): s. 894–904.
4. Gale, E.C., et al., Hydrogeelipohjainen reseptorisidontadomeenin alayksikkörokotteen hidas vapautuminen aiheuttaa neutraloivia vasta-ainevasteita SARS-CoV-2:ta vastaan. bioRxiv, 2021.
5. Kalsoom, A., et al., In vitro -arviointi Caladium lindenii -uutteiden sytotoksisesta potentiaalista ihmisen hepatosarkooma-HepG2- ja normaaleissa HEK293T-solulinjoissa. Biomed Res Int, 2022, s. 1279961.
6. Yu, Z., et al., LncRNA SNHG16 säätelee trofoblastien toimintaa miR-218-5p/LASP1-akselin kautta. J Mol Histol, 2021. 52(5): s. 1021-1033.