HaCaT-solut – ihon biologian ja sairauksien tutkimus
HaCaT-solut ovat peräisin ihmisen ihon keratinosyytteistä, ja niitä käytetään yleisesti ihon homeostaasin ja siihen liittyvien sairauksien tutkimiseen. Näitä soluja pidetään spontaanisti ikuistuneina ihmisen keratinosyytteinä, mikä on huomionarvoista, koska ne ovat peräisin normaaleista ihon keratinosyytteistä ilman, että niissä olisi ilmennyt kriisiä tai kasvun hidastumista. Tämä ainutlaatuinen alkuperä antaa HaCaT-soluille joukon geneettisiä ja kasvun ominaisuuksia, jotka eroavat muista solulinjoista. Huolimatta siitä, että HaCaT-solulinja osoittaa in vitro transformoitunutta fenotyyppiä ja klonogeenisiä ominaisuuksia agarmaljalla tai muovilla, se ei ole tuumorigeeninen. HaCaT-solut ovat ensimmäinen aikuisten ihmisten ihosta peräisin oleva vakaa epiteelisolulinja, joka osoittaa normaalia erilaistumista, ja ne ovat arvokas työkalu ihmisen solujen keratinisaation säätelyn tutkimiseen. Näillä soluilla on laaja valikoima sovelluksia, koska ne kykenevät lisääntymään ja erilaistumaan tehokkaasti in vitro.
- Kasvatusväliaine
- Katso tuotesivu
- Kaksinkertaistumisaika
- Katso tuotesivu
- Kasvutyyppi
- Adherentti
- Bioturvallisuustaso
- BSL-1
- Saatavana
- Cytion — Tilaa HaCaT
- HaCaT-solujen ominaisuudet
- HaCaT-solujen geneettiset ominaisuudet ja alkuperä
- HaCaT-solujen kerääminen viidessä yksinkertaisessa vaiheessa
- HaCaT-solujen käyttökohteet
- Esittelyssä olevat videot: HaCaT-solujen maailmaan tutustuminen
HaCaT-solujen ominaisuudet
HaCaT-soluja voidaan viljellä alhaisissa kalsiumpitoisuuksissa, ja ne ovat muodoltaan sukkulamaisia ja vailla solujen välisiä tiiviitä liitoksia, kuten samassa ympäristössä ylläpidetyt primaarisolut. Normaalissa ihoepidermiksessä keratinosyytit kehittyvät tyvikerroksen kantasoluista ja etenevät piikkikerroksen ja rakeisen kerroksen läpi ennen kuin ne saavuttavat sarveiskerroksen ja irtoavat ympäristöön. Tämä tiukasti säännelty tasapaino solujen lisääntymisen ja irtoamisen välillä johtaa ihon täydelliseen uusiutumiseen tai vaihtumiseen 28 päivän välein, mikä on monimutkainen prosessi, jota kutsutaan keratinisaatioksi. Tämä prosessi on tiukasti säännelty ja siihen liittyy merkittäviä muutoksia geenien ilmentymisessä, rakenteessa ja entsymaattisessa aktiivisuudessa. In vitro- ja in vivo -analyysejä varten HaCaT-solujen on säilytettävä ihmisen epidermisolujen erilaistuneille kerroksille ominaiset epidermaaliset keratiinit, jotka ovat välttämättömiä ihon rakenteellisen eheyden ja joustavuuden ylläpitämiseksi. Vaikka HaCaT-soluissa voi esiintyä peräkkäisiä kromosomimuutoksia, ne eivät välttämättä liity merkittäviin erilaistumisongelmiin, vaan ne osoittavat pikemminkin ihmisen aikuisten keratinosyyttien spontaania transformaatiota in vitro.
HaCaT-solujen geneettiset ominaisuudet ja alkuperä
HaCaT-solut ovat spontaanisti ikuistettuja ihmisen keratinosyyttisoluja, jotka ovat peräisin aikuisen ihosta ja edustavat ainutlaatuista evoluutiopolkua. Näissä soluissa on mutaatioita p53-geenin molemmissa alleeleissa, mikä on tyypillistä UV-säteilyn aiheuttamille mutaatioille [3,4]. Lisäksi HaCaT-solujen oletetaan syntyneen p53-kasvainsuppressorigeenin mutaatioiden seurauksena, jota seurasi senesenssigeenien menetys [5].
Tuumorisuppressorigeeni p53, joka tunnetaan roolistaan DNA:n korjaajana ja genomin vartijana, indusoi ihmisen ihon vasteen DNA-vaurioihin [4]. On havaittu, että HaCaT-solut ovat osittain menettäneet suojamekanisminsa DNA-vaurioita vastaan p53-geenin in vivo -mutaatioiden vuoksi, mikä tekee niistä alttiita kertyville sytogeneettisille muutoksille vastauksena kohonneisiin viljelylämpötiloihin. Toinen HaCaT-solujen ikuistumisen mekanismi liittyy lisääntyneeseen telomeraasientsyymiaktiivisuuteen [7]. Normaaleissa soluissa telomeerit lyhenevät jatkuvasti jokaisen solunjakautumisen yhteydessä, kunnes solu saavuttaa ikääntymisvaiheen. Telomeraasi on erikoistunut soluenzymikompleksi, jolla on käänteiskopioijaentsyymiaktiivisuutta ja joka ylläpitää telomeerien pituuden vakaana. Sen sijaan HaCaT-soluissa telomeraasiaktiivisuus on merkittävästi lisääntynyt, mikä johtaa telomeerien pituuden hyvään säilymiseen. Nämä havainnot vahvistavat telomeraasin roolin HaCaT-solujen kuolemattomuusprosessissa.
On tunnistettu kolme spesifistä kromosomitranslokaatiota, jotka johtavat yhden kopion menetykseen kromosomien 3p-, 4p- ja 9p-varsista, 9q-kromosomin lisäykseen ja isokromosomien muodostumiseen. Kromosomin 3p lyhyen varren menetys voi johtaa ikääntymisgeenien menetykseen ja HaCaT-solujen kuolemattomuuteen [8]. HaCaT-solut ovat hypodiploideja ja niillä on selkeitä ja vakaita merkkikromosomeja, jotka edustavat niiden monoklonaalista alkuperää. HaCaT-solulinjan ominaisuudet ja pää vahvistettiin käyttämällä DNA-sormenjälkitunnistusta hypermuuttuvilla minisatelliittimarkkereilla [3-6].
HaCaT-solujen kerääminen 5 yksinkertaisessa vaiheessa
- Poista viljelyväliaine ja huuhtele kiinnittyneet solut käyttämällä 3–5 ml:aa kalsiumia ja magnesiumia sisältämätöntä PBS-liuosta T25-pulloissa tai 5–10 ml:aa T75-pulloissa.
- Lisää 1–2 ml juuri valmistettua 0,05-prosenttista EDTA-liuosta T25-pulloa kohti tai 2,5 ml T75-pulloa kohti varmistaen, että koko solukerros peittyy, ja inkuboi 37 °C:ssa 10 minuuttia.
- Lisää 1 ml juuri valmistettua trypsiini/EDTA-liuosta (0,05 %/0,025 %) T25-pulloa kohti tai 2,5 ml T75-pulloa kohti varmistaen jälleen, että solukerros peittyy kokonaan. Solujen tulisi irrota 1–2 minuutin kuluessa.
- Pysäytä trypsiinin toiminta lisäämällä FBS:ää sisältävää soluviljelyväliainetta.
- Siirrä solut uusiin pulloihin, jotka sisältävät tuoretta soluviljelyväliainetta.
HaCaT-solujen sovellukset
HaCaT-solut ovat arvokas työkalu keratinosyyttien tutkimiseen [9]. Nämä kuolemattomat solut toimivat pre-neoplastisina soluina ja voivat tarjota tietoa pahanlaatuisen ja neoplastisen transformaation muutoksista [10]. Yksikerroksiset HaCaT-soluviljelmät ovat välttämättömiä solumyrkyllisyyden ja in vitro -haavanparanemisen analysoinnissa. HaCaT-soluja voidaan käyttää myös arvioimaan eri aineiden aiheuttamaa ihomyrkyllisyyttä sekä neoplastisia tai tulehduksellisia prosesseja. Niitä voidaan hyödyntää ihon allergisten reaktioiden eri mekanismien, reaktiivisten happiyhdisteiden vaikutusten ja UV-säteilyn analysoinnissa. Stimuloituna HaCaT-solut voivat erilaistua ja ilmentää tiettyjä erilaistumismarkkereita, kuten involucriinia, K14:ää ja K10:tä. HaCaT-soluja käytetään myös yleisesti mallina epidermaalisen homeostaasin patofysiologian tutkimuksessa [6].
HaCaT-solut säilyttävät kykynsä muodostaa jäsennelty iho in vivo siirron jälkeen, mikä johtaa kerrostuneeseen ihorakenteeseen, jota voidaan vaihdella tyvikerroksen ja erilaistuneen tilan välillä muuttamalla elatusaineen kalsiumpitoisuutta. Näiden solujen avulla voidaan myös karakterisoida useita biologisia prosesseja, kuten niiden käyttöä D-vitamiinin mallijärjestelmänä ja aineenvaihduntaa ihossa. Koska HaCaT-soluja ei ole muunnettu geneettisesti, ne tarjoavat puolueettoman kuvan ihmisen ihon alkuperäisten geneettisten tapahtumien laajasta spektristä.
Esittelyssä olevat videot: HaCaT-solujen maailmaan
"HaCaT-solujen migraatio": Tämä video esittelee HaCaT-solujen migraatioprosessia. Solujen migraatio on olennainen osa monia biologisia prosesseja, kuten haavojen paranemista ja syövän etäpesäkkeiden muodostumista. Videossa esitetään HaCaT-solujen liikkumista mikroskoopin alla, mikä antaa visuaalisen kuvan siitä, miten nämä solut vaeltavat. Solujen toimintaa tarkkaillaan niiden liikkuessa paikasta toiseen, ja video havainnollistaa selkeästi muutokset, joita soluissa tapahtuu tämän prosessin aikana.
"HaCaT-soluilla suoritettu naarmutesti": Tämä video esittelee HaCaT-soluilla suoritettua naarmutestiä. Naarmutesti on laajalti käytetty tekniikka solujen siirtymisen tutkimiseen, ja tässä tapauksessa sitä käytetään HaCaT-solujen siirtymisen analysointiin. Video esittelee prosessin, jossa soluviljelymaljan pinnalle tehdään naarmu, jota sitten tarkkaillaan mikroskoopin alla, kun HaCaT-solut siirtyvät ja sulkevat aukon ajan myötä.
"HaCaT-keratinosyyttien solujen kasvatus haavan paranemiskokeita varten": Tämä video esittelee HaCaT-keratinosyyttien solujen kasvatusprosessin haavan paranemiskokeita varten. HaCaT-keratinosyytit ovat yleisesti käytetty solulinja haavan paranemistutkimuksissa.
"HaCaT-solujen erilaistuminen": Tämä video esittelee HaCaT-solujen erilaistumiseen tarvittavat vaiheet. HaCaT-solut voivat erilaistua erilaisiksi ihosoluiksi. Video esittelee HaCaT-solujen muutokset niiden erilaistuessa ja havainnollistaa visuaalisesti erilaistumisen erilaisia merkkiaineita ja ominaisuuksia. Eriyttymisprosessi on kriittinen ihon normaalille toiminnalle, ja video korostaa HaCaT-solujen eri eriyttymisvaiheita.
Viitteet
- Angel P ja Karin M: Junin, Fosin ja AP-1-kompleksin rooli solujen proliferaatiossa ja transformaatiossa. Biochim Biophys Acta 1072:129-157, 1991 Argyris TS: Epidermaalisen hyperplastisen kasvun säätely. Crit Rev Toxicol 9:151-200, 1981
- Baden HP, Kubilus J, Kvedar JC, Steinberg ML, Wolman SR: Spontaanisti syntyneen pitkäikäisen ihmisen keratinosyyttilinjan (NM-1) eristäminen ja karakterisointi. In Vitro Cell Dev Biol 23(3):205-13, 1987
- Lehmann TA, Modali R, Boukamp P, Stanek J, Bennett WP, Welsh JA, Metcalf RA, Stampfer MR, Fusenig NE, Rogan EM, Harriss CC: p53-mutaatiot ihmisen ikuistetuissa epiteelisolulinjoissa. Carcinogenesis 14:833-839, 1993
- Ziegler A-M, Leffell DJ, Kunala S, Sharma HW, Gailani M, Simon JA, Halperin AJ, Baden HP, Shapiro PE, Bale AE, Brash DE: Auringonvalosta johtuvat mutaatiokohdat p53-geenissä ei-melanoomaisessa ihosyövässä. Proc Natl Acad Sci USA 90:4216-4220, 1993
- Fusenig NE, Boukamp P. Ihmisen ihon keratinosyyttien ikuistumisen, pahanlaatuisen muutoksen ja kasvaimen etenemisen useat vaiheet ja geneettiset muutokset. Mol Carcinog. 1998;23(3):144-158.
- Harle-Bachor C, Boukamp P: Telomeraasiaktiivisuus ihmisen ihon epidermiksen regeneratiivisessa tyvikerroksessa sekä kuolemattomissa ja karsinoomasta peräisin olevissa ihon keratinosyytteissä. Proc Natl Acad Sci USA 93:6476-81, 1996
- Colombo I, Sangiovanni E, Maggio R, et al. HaCaT-solut luotettavana in vitro -erilaistumismallina ihmisen keratinosyyttien tulehdus-/korjausvasteen analysoimiseksi. Mediators Inflamm. 2017;2017:7435621.
- Boukamp, P. et al. Normaali keratinisaatio spontaanisti ikuistuneessa aneuploidisessa ihmisen keratinosyyttisolulinjassa. J. Cell Biol. 106, 1996, 761–771.
- Gibbs, Graham: Laadullisen datan analysointi. The Sage qualitative research kit. Lontoo: Sage 978-0-7619-4980-0.
- Hedrick TE, Bickman L, Rog DJ. 1993. Soveltavan tutkimuksen suunnittelu: käytännön opas. Sage: Lontoo
- Boukamp P. Petrussevska R. T. Breitkreutz D. Hornung J. Markham A. Fusenig N. E. Normaali keratinisaatio spontaanisti ikuistuneessa aneuploidisessa ihmisen keratinosyyttisolulinjassa. Cell Biol. (1988);106:761–771.