HuH7-solut: portti hepatoma- ja HCV-tutkimukseen

Ihmisen hepatomasta peräisin oleva HuH7-solulinja edustaa ikuistettua kokoelmaa tuumorigeenisiä epiteelin kaltaisia soluja. Tämä linja, yhdessä sen johdannaisten HuH7.5 ja HuH7.5.1 kanssa, toimii käytännöllisenä korvikkeena primaarisille hepatosyytteille kokeellisissa yhteyksissä. Sitä käytetään pääasiassa soluviljelymalleissa C-hepatiittiviruksen (HCV) infektion ja hepatoman patofysiologian tutkimiseen.

HuH7-solujen alkuperä ja ominaisuudet

HuH7-solulinjan alkuperän, keskeisten ominaisuuksien ja optimaalisten viljelyolosuhteiden ymmärtäminen on välttämätöntä ennen sen käyttöä tutkimuksessa.

HuH7-solulinjan perustivat Sato, J. ja Nakabayshi, H. vuonna 1982, ja se on peräisin erittäin erilaistuneesta hepatosyyttisyöpäsuvusta. Se on alun perin peräisin 57-vuotiaan japanilaisen miehen maksasyövästä. HuH7-soluille on ominaista kyky tuottaa erilaisia fysiologisesti merkityksellisiä aineita, kuten albumiinia ja alfa-fetoproteiinia, ja ne ovat erittäin alttiita HCV-infektiolle, mikä tekee niistä sopivia käytettäväksi HCV-replikonijärjestelmissä. Tämän ominaisuuden ansiosta solulinja on arvokas HCV-lääkeaineiden seulonnassa ja kehittämisessä. HuH7-solut ovat epiteelin kaltaisia, kuusikulmaisia ja tarttuvat pintoihin muodostaen kasvun aikana 2D-monokerroksia. HuH7-solujen halkaisija on keskimäärin 21,9 µm, ja ne ovat yleensä suurempia ja litteämpiä. HuH7-solulinjalle on ominaista heterogeeninen kromosomiluku, joka tyypillisesti vaihtelee välillä 55–63, mikä heijastaa solupopulaation geneettistä vaihtelevuutta. Tämä heterogeenisyys on seurausta soluviljelyn aikana kohdatuista valintapaineista, ja se voi vaihdella eri laboratorio-olosuhteissa.

Vertaileva analyysi: HuH7- ja HuH7.5-solulinjat

HuH7:n johdannainen HuH7.5-solulinja eroaa pääasiassa RIG-I (DDX58)-geenissä olevasta missense-mutaatiosta, joka on ratkaisevan tärkeä solunsisäiselle antiviraaliselle vasteelle. Tämä mutaatio lisää HuH7.5-solujen alttiutta genomisen ja subgenomisen HCV-RNA:n replikaatiolle, mikä erottaa sen emosolulinjasta HuH7 virologisen tutkimuksen hyödyllisyyden kannalta.

HuH7-solujen viljely: keskeiset menetelmät optimaalisen kasvun varmistamiseksi

HuH7-solut, jotka ovat olennainen osa lukuisia tutkimuksia, vaativat tarkkoja viljelyolosuhteita voidakseen menestyä. Tässä osiossa syvennytään HuH7-soluviljelyn perusnäkökohtiin, jotta niiden fysiologinen merkitys tieteellisissä tutkimuksissa säilyy.

Kaksinkertaistumisaikadynamiikka

HuH7-solujen kaksinkertaistumisaika on tyypillisesti 24 tuntia, vaikka vaihtelut soluviljelyalustoissa voivat pidentää tätä aikaa 36–48 tuntiin, mikä korostaa ympäristöolosuhteiden vaikutusta solujen lisääntymiseen.

Adheesio-ominaisuudet

HuH7-solut muodostavat pääasiassa kaksiulotteisen yksikerroksen, joka tarttuu viljelylevyjen ja -pullojen pintoihin, mikä korostaa niiden mieltymystä vakaaseen fyysiseen substraattiin suspensiokulttuurien sijaan.

Optimaalinen kylvötiheys

HuH7-solujen konfluenssin pitäminen 30–90 %:n välillä on kriittistä, jotta lisääntymisnopeuden lasku yli 90 %:n konfluenssin ei pääse tapahtumaan. Aliviljely Accutase-entsyymillä helpottaa irtoamista, mikä mahdollistaa kylvön tiheyksillä, jotka on räätälöity kokeellisten tarpeiden mukaan, vaihtelevasti optimaalisesta (2×10⁴ solua/cm²) kyllästystasoon (6×10⁴ solua/cm²).

Ravintovaatimukset

Dulbeccon modifioitu Eagle-elatusaine (DMEM), jossa on korkea glukoosipitoisuus ja johon on lisätty 10 % sikiön naudan seerumia (FBS), tarjoaa ihanteellisen ravitsemusympäristön HuH7-soluille. Säännöllinen elatusaineen uusiminen, mieluiten 2–3 kertaa viikossa, on ratkaisevan tärkeää solujen terveyden ylläpitämiseksi.

Ympäristöolosuhteet

Kosteutettu inkubaattori, joka on asetettu 5 %:n CO₂-pitoisuuteen ja 37 °C:n lämpötilaan, tukee optimaalisesti HuH7-soluviljelyä simuloimalla solujen toimintaa edistäviä fysiologisia olosuhteita.

Pitkäaikainen säilytys

Pitkäaikaista säilytystä varten HuH7-solut tulisi säilyttää nestemäisen typen höyryvaiheessa, mikä turvaa niiden elinkelpoisuuden tulevaa tutkimusta varten.

Kryosäilytys ja palauttaminen

Asteittainen jäädytystekniikka on ensiarvoisen tärkeää solujen elinkelpoisuuden säilyttämiseksi kryosäilytyksen aikana. Solut tulee suspendoida erityisesti tätä tarkoitusta varten suunniteltuun jäädytysväliaineeseen, kuten CM-1:een, jotta siirtyminen kryogeeniseen säilytykseen sujuu sujuvasti. Sulatuksen jälkeen soluviljelmien palauttaminen edellyttää nopeaa mutta hellävaraista elvyttämistä 37 °C:n vesihauteessa, jota seuraa sentrifugointi jäädytysväliaineen poistamiseksi ja uudelleen suspendointi tuoreeseen kasvualustaan.

Bioturvallisuusnäkökohdat

HuH7-solulinjan käsittelyssä ja lisäämisessä suositellaan noudattamaan bioturvallisuustason 1 protokollaa, joka on yhdenmukainen laboratorioympäristöjen turvallisuus- ja eettisten standardien kanssa.

Noudattamalla näitä tarkasti määriteltyjä viljelyolosuhteita tutkijat voivat varmistaa HuH7-solujen vahvan kasvun ja fysiologisen merkityksen tieteellisissä tutkimuksissaan, mikä avaa tien uraauurtaville löydöksille hepatoma- ja C-hepatiittivirustutkimuksessa.

Tutustu HuH7-soluihin ja tee tieteellisiä läpimurtoja

HuH7-solut: edut ja haitat

HuH7-solulinjalla on sekä etuja että rajoituksia. Käydään läpi tämän solulinjan mahdolliset hyvät ja huonot puolet, sillä se voi auttaa sinua päättämään, sopiiko se kokeisiisi.

HuH7-solulinjan edut

HuH7-soluilla on monia ominaispiirteitä, jotka tekevät niistä houkuttelevia tutkimuskäyttöön.

• Helppo lisäys: Toisin kuin muut ihmisen hepatomasolulinjat, HuH7-solulinjaa voidaan kasvattaa helposti ilman seerumin lisäämistä; CLS suosittelee kuitenkin RPMI 1640:n käyttöä 10 % FBS:n ja 2 mM L-glutamiinin kanssa. HuH-7-solut erittävät kasvutekijää, joka auttaa soluja kasvamaan ilman seerumia.
• Transfektion joustavuus: HuH7-solulinjaa käytetään laajalti transfektiotarkoituksiin, koska se on erittäin vastaanottavainen HCV-genomille. Siksi nämä solut ovat keskeisiä anti-HCV-lääkkeiden seulonnassa ja kehityksessä.
• Vaihtoehto ihmisen hepatosyytteille: HuH7-solulinja on erinomainen korvike ihmisen hepatosyytteille. Se voi auttaa tutkijoita tutkimaan maksan lääkekuljettajia ja ymmärtämään tiettyjen lääkkeiden vuorovaikutusta MRP-proteiinien (monilääkeresistenssiin liittyvät proteiinit) kanssa.
• Ksenograft-hiirimallin kehittäminen: HuH7-soluja on käytetty solulinjasta peräisin olevan ksenograft-hiirimallin tuottamiseen. Tämä eläinmalli voi tarjota tutkijoille arvokasta tietoa proteiinikinaasi-inhibiittoreista ja syövän hoitomuodoista.
• Syöpätutkimus: HuH7-solulinja on ihmisen maksasyöpäsolulinja, joka auttaa tutkijoita tekemään maksasyöpätutkimuksia.

HuH-7-solulinjan rajoitukset

HuH7-solulinjan viljelyyn liittyy joitakin rajoituksia.

Mikrobikontaminaatio: Bakteerikontaminaatio on yleisin ongelma soluviljelyssä. Kun infektio tapahtuu, se voidaan havaita viljelyalustan pH-arvon muutoksesta ja sameudesta. Bakteerikontaminaatioista mykoplasmakontaminaatio ei yleensä ole ilmeistä. Se vaikuttaa kuitenkin hitaasti solulinjan morfologiaan, geeniekspressioon ja muihin ominaisuuksiin.

Viljelyaika: Vaikka HuH-7-solulinja on kuolematon, viljelyajan ylittäminen voi vaikuttaa solujen terveyteen vähitellen. Se voi vaikuttaa solujen lisääntymisnopeuteen ja geenien ilmentymiseen, mikä voi heikentää tulosten toistettavuutta. HuH-7-solulinjan osalta soluviljelykertojen määrä tulisi pitää alle 20–25.

HuH-7-solujen sovellukset

Tämä ihmisen hepatomasta peräisin oleva solulinja tarjoaa monia tutkimussovelluksia. Tässä kuvataan muutamia tutkimusalueita, joilla HuH7-solulinjaa käytetään.

1. Lääkeresistenssi: HuH7 on hepatosellulaarisen karsinooman (HCC) solulinja, jota voidaan käyttää potentiaalisten maksasyövän hoitojen lääkeresistenssin tutkimiseen. Vuonna 2021 tehdyssä tutkimuksessa käytettiin HuH7-soluja, jotka oli kokeellisesti tehty resistentteiksi sorafenibille, uusien ja tehokkaiden lääkeaineiden, eli mitokondrioihin kertyvien itsejärjestyvien peptidien, kehittämiseksi.

2. Geneettiset oivallukset ja molekyyliprofilointi HuH7-solujen avulla: Erilaiset HuH7-solulinjat, mukaan lukien erilaiset johdannaiset ja variantit, ovat mahdollistaneet syvemmän ymmärryksen geenien ilmentymisestä ja tiettyjen genomimarkkerien roolista sairaudessa. Evgeny Gladilinin kaltaisten tutkijoiden suosimia tekniikoita, kuten Raman-spektroskopiaa, on sovellettu HuH7-soluissa molekyyli- ja soluprofilointiin, mikä on paljastanut tietoa solujen reaktiosta virusinfektioon. Raman-spektroskopian potentiaali yhdistettynä kvantitatiivisen proteomiikan kaltaisiin menetelmiin on helpottanut isäntäsolujen vasteiden tutkimista, mukaan lukien interferonivaste ja muutokset lipidi-pisaroissa, jotka ovat kriittisiä HCV:n replikaation ja SARS:n vaikutuksen ymmärtämiselle. Eri onkogeenisten merkkiaineiden ilmentymistä voidaan tutkia niiden käyttäytymisen ymmärtämiseksi vasteena mihin tahansa hoitoon, kuten tutkimuksessa, jossa käytettiin HuH7-soluja kaempferoliyhdisteen vaikutuksen tutkimiseen MMP9- ja AKT-reitin geenien ilmentymismallissa. Nämä reitit säätelevät hepatosellulaarisen karsinooman etäpesäkkeitä ja invasiivisuutta. Toisessa tuoreessa tutkimuksessa tutkittiin myös Wnt/β-kateniini-signaalikaskadigeenin roolia HCC-solujen selviytymisessä ja kasvussa.

3. Lääkekehitys: HuH7-soluja käytetään laajalti maksasyövän lääkeaineiden seulonta- ja kehitystutkimuksissa. On tehty useita tutkimuksia, joissa on selvitetty monien kasviuutteiden, kasviperäisten yhdisteiden, nanohiukkasten ja muiden terapeuttisten aineiden estävää potentiaalia HCC:tä vastaan. Vuonna 2022 tehdyssä tutkimuksessa tutkittiin radionuklidin apoptoosia edistäviä ja syöpää estäviä ominaisuuksia maksasyövän hoidossa käyttäen HuH7-solulinjaa.

4. HuH7-solut: keskeinen kohde virus- ja solututkimuksessa HuH7-solut ovat nousseet keskeiseen asemaan virusinfektioiden ja tartuntatautien tutkimuksessa, erityisesti C-hepatiittiviruksen (HCV) ja niiden vuorovaikutusten tutkimuksessa koronavirusten, kuten SARS-CoV-2:n, kanssa, joka aiheuttaa koronavirustaudin 2019 (COVID-19). HuH7-soluja käyttävien kokeellisten HCV-soluviljelyjärjestelmien (HCVcc) kehittäminen on merkittävästi edistänyt kykyämme tutkia HCV:n monimutkaista replikaatioprosessia ja HCV-infektiolle välttämättömiä isäntätekijöitä. Tähän sisältyy HCV-RNA:n replikaation tehokkuuden ja tarttuvien virionien tuotannon tutkiminen. Erilaiset HuH7-solulinjat, mukaan lukien ikääntyneet ja infektoituneet variantit, tarjoavat monipuolisen valikoiman SARS:n kaltaisten virusten moninaisen infektoitumisen, viruksen leviämisen ja estomekanismien tutkimiseen.

Yhteenvetona voidaan todeta, että HuH7-solujen tutkimus kattaa laajan kirjon tieteellisiä kysymyksiä virustartuntojen taustalla olevista molekyylimekanismeista näiden patogeenien aiheuttamiin yksityiskohtaisiin soluvasteisiin. HuH7-tutkimuksen kautta tiedeyhteisö jatkaa isäntä-virus-vuorovaikutusten monimutkaisen dynamiikan selvittämistä, mikä edistää antiviraalisten strategioiden kehitystä ja ymmärrystämme virustautien solutekijöistä.

HuH-7-julkaisut

On olemassa lukuisia julkaisuja, joissa HuH7-solulinjaa on käytetty eri tarkoituksiin. Tässä olemme maininneet muutamia viimeaikaisia ja merkittäviä julkaisuja.

• Mitochondrioihin kohdistuvien itsejärjestyvien peptidien käyttö uutena hoitona sorafenibille resistentteihin hepatosellulaarisiin karsinoomasoluihin.

Tämä tutkimus julkaistiin Nature Scientific Reports -lehdessä vuonna 2021. Tutkimuksessa käytettiin kokeellisesti indusoituja sorafenib-resistenttejä hepatosellulaarisia karsinoomasoluja (HuH7-solulinja) tutkimaan äskettäin kehitettyjen Mito-FF-peptidien (mitokondrioihin kertyvät itsejärjestyvät peptidit) apoptoottisia ja kasvaimia estäviä vaikutuksia.

• Kaempferoli estää ihmisen hepatosellulaarisen karsinooman solujen solujen migraatiota tukahduttamalla MMP-9- ja Akt-signalointia

Tämä artikkeli julkaistiin Environmental Toxicology -lehdessä vuonna 2021, ja sen ovat kirjoittaneet Po-Chung Ju ja kollegat. Tässä tutkimuksessa tutkijat selvittivät kasviperäisen yhdisteen, kaempferolin, antimetastaattista potentiaalia hepatosellulaarisia karsinoomasoluja (HuH7) vastaan. Lisäksi he tutkivat myös signaalireittejä, jotka säätelevät maksasyöpäsolujen metastaasien muodostumista ja invaasiota.

• Daphnetiini estää hepatosellulaarisen karsinooman solujen selviytymistä säätelemällä Wnt/β-kateniini-signalointireittiä

Tämä artikkeli julkaistiin Drug Development Research -lehdessä vuonna 2022. Tutkimuksessa selitetään daphnetiini-yhdisteen syöpää estävä vaikutus HCC:tä vastaan. Tämä kasviperäinen yhdiste estää Wnt/β-kateniini-signalointia rajoittaakseen syöpäsolujen kasvua.

• RGFP966 estää kasvaimen kasvua ja leviämistä estämällä EGFR-ilmentymistä hepatosellulaarisissa karsinoomasoluissa in vitro

Tämä Drug Design, Development, and Therapy -lehdessä julkaistu tutkimusartikkeli kuvaa EGFR-signaloinnin roolia maksasyövän kasvussa ja etäpesäkkeiden muodostumisessa. Tutkimuksessa käytettiin HuH7-soluja tutkimaan histonideasetylaasi 3:n (HDAC3) estäjän RGFP966:n estävää vaikutusta HCC:hen EGFR-signalointireitin geenien estämisen kautta.

• Rheniumperrenaatti (188ReO4) indusoi apoptoosia ja vähensi syöpäfenotyyppiä maksasyöpäsoluissa

Tämä Cells-lehdessä julkaistu artikkeli kertoo HuH7-solujen käytöstä tutkittaessa radionuklidin, eli reniumperrenaatin, anti-HCC-potentiaalia.

• Kurkumiinia sisältävien kitosaanin nanopartikkelien antiviraalinen vaikutus C-hepatiittiviruksen genotyyppiä 4a vastaan ihmisen hepatomasolulinjoissa

Tämä tutkimus on julkaistu International Journal of Nanomedicine -lehdessä. Tutkimuksessa käytettiin HuH7-soluja kurkumiinia sisältävien kitosaanin nanopartikkelien antiviraalisen vaikutuksen tutkimiseen HCV-genotyyppiä 4a vastaan.

HuH-7-resurssit: protokollat, videot ja muuta

HuH7-solulinjan viljelyyn ja ylläpitoon on saatavilla monia resursseja. Täältä löydät resursseja, jotka selittävät HuH7-solujen viljely- ja transfektioprotokollia, sekä opetusvideoita.

Soluviljelyprotokollat

Seuraavat resurssit auttavat sinua aloittamaan HuH7-solujen viljelyn ja ylläpidon.

• HuH-7-soluviljelytiedot ja resurssit: Tällä verkkosivustolla on paljon hyödyllistä tietoa, mukaan lukien HuH7-solulinjan aliviljelyprotokolla, sen säilytys ja käsittely.

• HuH7-soluviljelyprotokolla

HuH7-solujen transfektioprotokollat

HuH7-soluja transfektoidaan monin eri tavoin. Seuraavat lähteet tarjoavat runsaasti tietoa transfektioprotokollista, tarvittavista reagensseista ja kemikaaleista, hyödyllisistä vinkkeistä sekä varotoimista.

HuH7-solulinjaan liittyvät videot

Saatavilla on monia opetusvideoita, jotka käsittelevät perusviljelyä, levittämistä, transfektioprotokollia ja paljon muuta.

• Solujen siirto: Soluviljelyn perusteet: Tämä video käsittelee solulinjan perusviljelyprotokollaa.

Toivomme, että tämän artikkelin tiedot auttavat sinua hankkimaan perus- ja syventäviä tietoja HuH7-solulinjasta ennen sen parissa työskentelyä. Jos haluat käyttää näitä soluja tutkimustyössäsi, voit tilata ne meiltä.

Usein kysyttyjä kysymyksiä HuH7-solulinjasta ja virustutkimuksesta