HEK293 sejtek: A modern sejtkutatás és biotechnológia sarokkövei
A humán embrionális vese 293(HEK293) sejtek egy olyan humán embrionális vese sejtvonal, amely sokoldalúsága és a kutatási alkalmazások széles körében való hasznossága miatt széles körű népszerűségre tett szert a tudományos közösségben. A sejtvonalat az 1970-es évek elején hozták létre, és azóta vakcinák fejlesztésére, rákkutatásra, gyógyszerkísérletekre és jelátvitelre használják. Ez a blogbejegyzés a HEK293 sejtvonal minden aspektusát feltárja, beleértve az eredetét, a tenyésztéssel kapcsolatos információkat, az előnyöket és hátrányokat, az alkalmazásokat és a forrásokat.
HEK293 sejtek: Hekron Hektonikus sejtek: Általános információk és származás
Mik azok a HEK293 sejtek?
A HEK293 sejtek egy emberi embrionális vesesejtvonal, amely egy ismeretlen szülői származású, elektív módon megszakított emberi embrió veseszövetéből származik. A sejteket egy Alex Van der Eb nevű holland biológus hozta létre az 1970-es évek elején. Később Frank Graham kutató egy csonka adenovírus 5-tel történő transzformációval halhatatlanná tette őket.
Kezdetben a sejtek átalakítása kihívásnak tűnt. Sok folyamatos erőfeszítés után azonban a sejtek növekedése egy izolált, egyetlen transzformált klónból történt [1]. A sejtek adenovírus 5-tel történő transzfekciója az E1A és E1B gének beépüléséhez vezetett a sejt genomjába, ami megakadályozza a sejthalált és lehetővé teszi a bőséges fehérjetermelést. Az immortalizáció előtt a magzati vesesejteket nem jellemezték megfelelően, így pontos sejttípusuk nem ismert.
Az embrionális vesék endotél-, hám- és fibroblaszt sejtekből állnak, így a HEK 293 sejtek valószínűleg ezek közé a sejtek közé tartoznak. Az mRNS és a géntermékek azonban arra utalnak, hogy neuronális sejtekről van szó. Lehetséges, hogy az Ad5 hozzáadása megváltoztatta a sejtek fenotípusát és génexpresszióját. Érdekesség: A "293" a HEK293-ban a Graham által végzett 293. kísérletre utal.
Érdekesség: A HEK293-ban szereplő "293" a Graham által végzett 293. kísérletre utal.
A HEK293 sejtek jellemzői
- Morfológia
- Sejtméret
- Genom és ploidia (kromoszómaszám)
A HEK293 sejtek alakja hasonlít a hámsejtekhez. Az embrionális vesék főként fibroblaszt-, endotél- és hámsejtekből állnak. Így a 293-as sejtek alakjukat tekintve e sejttípusok valamelyikére hasonlítanak.
A HEK 293 sejtek mérete 11 és 15 µm közé esik, amit a tenyésztési körülmények befolyásolhatnak. Kultúrában a sejtek lapítottnak tűnhetnek, ha felszínen tenyésztik őket, vagy lekerekítettnek szuszpenzióban. A HEK293 sejtek hipotriploidok, és a HEK293 sejtek körülbelül 30%-ának 64 kromoszómából álló modális ploidia van, de egyes sejtek még ennél is több kromoszómával rendelkeznek. A sejtek az X-kromoszóma három példányával és a 19-es kromoszómára integrált adenovírus 5 4 kilobázispárnyi fragmentumával is rendelkeznek.
A HEK293 Vs. HEK293T sejtvonal összehasonlítása
A HEK 293 szülői sejtekből számos származékot származtattak, például a HEK293T és a HEK293F sejteket, amelyek a 293 sejtek gyakori származékai. A HEK293T sejtek az egyik legszélesebb körben használt származék, amelyet úgy hoztak létre, hogy az eredeti HEK 293 sejt genomjába egy hőmérséklet-érzékeny SV40 T-antigén mutánst építettek be. A T-antigén expressziója lehetővé teszi az SV40 replikációs eredettel rendelkező plazmidok replikációját, ha 293-T sejtekbe transzfektálják, ami a rekombináns fehérjék fokozott termeléséhez vezet [2]. A HEK-sejtvonal-származékokról, beleértve azok kialakulását és jellemzőit, további információ ebben az áttekintő cikkben található.
A HEK293 sejttenyésztés alapjai: A Step-by-Step Guide
|
Feltételek |
Információ |
|
A populáció megduplázódási ideje |
A HEK293 sejtvonal megduplázódási ideje 24 és 45 óra között mozog, átlagosan 30 óra. |
|
Adhezív vagy szuszpenziós kultúrák |
A HEK293 sejtek mind adherens, mind szuszpenziós formában tenyészthetők. Az adherens sejtek monolayerként, míg a szuszpenziós kultúrák szferoidként növekednek. |
|
Ültetési sűrűség |
A sejteket a növekedési fázisban 80-90%-os konfluenciánál osszuk fel. Válassza le a sejteket az Accutase segítségével, és 1-4 x 104 sejt/cm2 sűrűségben vesse el őket. 1 x 104 sejt/cm2 vetési sűrűség esetén 4 nap alatt konfluens réteg alakul ki. |
|
Növesztőközeg |
Növesszük Eagle's Minimum Essential Mediumban (EMEM) 2 mM L-glutaminnal és 10% magzati szarvasmarha szérummal (FBS). Hetente kétszer cseréljük a táptalajt. |
|
Növekedési körülmények (hőmérséklet, CO2) |
Az optimális növekedés érdekében tartsuk 37 °C-os, párásított inkubátorban, 5%-os CO2-ellátással. |
|
Tárolás |
A hosszú távú megőrzés érdekében tárolja folyékony nitrogén gőz- vagy folyadékfázisában. Kerülje a -80 °C-os fagyasztóban való tárolást, mivel ez befolyásolhatja a sejtek életképességét. |
|
Fagyasztási folyamat és közeg |
A legjobb tartósítás érdekében lassú fagyasztási módszert alkalmazzon. Fagyassza le a CLS-től kapható CM-1 vagy CM-ACF fagyasztási közegben. |
|
Felolvasztási folyamat |
Olvassza fel a fagyasztott sejteket 37 °C-os vízfürdőben 1-2 percig, amíg egy kis jégcsomó nem marad. A sejtszuszpenziót helyezze át egy centrifugacsőbe, majd adjon hozzá előmelegített növekedési tápfolyadékot, és centrifugálja ki a fagyasztási tápfolyadék összetevőinek eltávolítása érdekében. Reszuszpendálja a sejtpelletet friss tápfolyadékban, és optimális körülmények között tenyéssze. |
|
Biológiai biztonsági szint |
A HEK293 sejtek kezelése 1. biológiai biztonsági szintet igényel. |
HEK293 sejtek vásárlása a Discoveries számára
Az Ön úttörő kutatásaihoz vegye figyelembe HEK293 sejtjeinket, amelyek a génexpressziós vizsgálatokban és vakcinafejlesztésben való sokoldalúságukról ismertek, valamint olyan származékainkat, mint a HEK293T, a HEK293 szuszpenzióval adaptált HEK293, a HEK293T/17, az AAV-293 és a 2V6.11. Fedezzen fel többet, és fejlessze kísérleteit termékválasztékunk felfedezésével itt.
A HEK293 sejtvonal a kutatásban és az iparban
A HEK293 sejtek alkalmazási területei sokrétűek és jelentősek. Gyakran használják őket rekombináns fehérjék expressziójának és előállításának rendszereként. Emberi eredetük miatt az ezekben a sejtekben előállított fehérjék szerkezetük és működésük tekintetében nagyobb valószínűséggel hasonlítanak természetes emberi megfelelőikhez, ami a terápiás alkalmazások szempontjából kulcsfontosságú.
A HEK293 sejteket továbbá gyakran alkalmazzák a génműködés és -szabályozás tanulmányozására, mivel könnyen felveszik az idegen DNS-t, így kiváló modellként szolgálnak a genetikai manipulációhoz. Ezek a sejtek kritikus szerepet játszanak az adenovírus vektorok előállításában is, amelyeket a génterápiában és a vakcinák fejlesztésében használnak, beleértve a COVID-19 elleni vakcinák gyors előállítását.
Oltóanyag- és fehérjeelőállítás: A HEK 293 sejtek alkalmasak nagyüzemi fehérje- és terápiás vakcinagyártásra. A sejtvonalat továbbá vírusvektorok, például adenoasszociált és adenovirális vektorok előállítására használják. A közelmúltban a HEK293 sejteket egy kulcsfontosságú rekombináns fehérje, az eritropoetin (EPO) előállítására használták.
Drogvizsgálat: A HEK293 sejteket gyakran használják gyógyszerek és természetes termékek toxicitásának vizsgálatára.
Rákkutatás: a 293-as sejtek tumorigén hatásúak, és a döntő fontosságú génexpressziós változások súlyosbíthatják a tumorigénezist ebben a sejtvonalban. Ezért a 293-as sejtvonalat gyakran használják rákkutatásokban a mögöttes molekuláris mechanizmusok megértéséhez és a gyógyszerfejlesztéshez.
Transzfekciós vizsgálatok: A transzfekció a nukleinsavak sejtekbe történő bejuttatásának folyamata, és a HEK293 sejtek különösen alkalmasak erre a folyamatra. Erről a témáról az alábbiakban olvasható bővebb leírás.
A HEK293 szerepe a vakcinák és fehérjék előállításában
A vakcinagyártásban a HEK293 sejtek fontos szerepet játszottak az adenovírus alapú vakcinák kifejlesztésében. A szuszpenziós kultúrákban való növekedési képességük lehetővé teszi a méretezhető folyamatokat, amelyek kulcsfontosságúak a globális vakcinaigények kielégítésében. Emellett emberi eredetük előnyt jelent más sejtvonalakkal szemben, mivel képesek az emberhez hasonló poszttranszlációs módosításokra, biztosítva az előállított vakcinák biológiai hatékonyságát.
A HEK293 sejtek sokoldalúsága kiterjed a komplex fehérjék előállítására is, beleértve a monoklonális antitesteket és biohasonlókat, amelyeket a rák, az autoimmun betegségek és más betegségek kezelésében használnak. A fehérjék pontos hajtogatására és módosítására való képességük miatt a rekombináns fehérjeelőállító iparban előszeretettel választják őket.
Miért használják a HEK293 sejteket transzfekcióra?
A transzfekció a nukleinsavak sejtekbe történő bejuttatásának folyamata, és a HEK293 sejtek különösen alkalmasak erre a folyamatra. A HEK293 sejteket több okból is szívesen használják transzfekcióra:
- Nagy transzfekciós hatékonyság: Ez annak tulajdonítható, hogy a HEK293 sejtek képesek kifejezni bizonyos vírusgéneket, amelyek megkönnyítik a DNS sejtbe jutását.
- Robusztus növekedés: Ezek a sejtek gyorsan növekednek és viszonylag könnyen karbantarthatók, ami előnyös a gyors és megbízható eredményeket igénylő kísérleteknél.
- Alkalmazkodóképesség: A HEK293 sejtek különböző körülmények között termeszthetők, beleértve az adherens vagy szuszpenziós tenyészeteket, ami alkalmassá teszi őket nagyszabású fehérje előállítására.
- Humán sejtvonal: Humán sejtvonalként relevánsabb biológiai kontextust biztosítanak a humán biológia számára, ami különösen fontos a terápiás kutatásokban, ahol a humán sejtekben adott válasz előre jelzi az in vivo eredményeket.
- Sokoldalúság: Képesek komplex poszttranszlációs módosításokkal rendelkező fehérjék előállítására, ami számos fehérje, különösen a terápiás antitestek funkcionalitásához elengedhetetlen tulajdonság.
HEK293 szubkultúra protokoll
Szükséges reagensek
- 1X foszfáttal pufferelt sóoldat (PBS)
- 10% tripszin-PBS
- Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM)
Eljárás
Sejtek előkészítése
- Ellenőrizzük a HEK sejteket mikroszkóp alatt, hogy körülbelül 90%-ban konfluensek legyenek.
- Tisztítsa meg a munkaállomást aszeptikus technikák alkalmazásával, és sterilizálja a füstgázt UV-fénnyel.
- Törölje át a munkaterületet 70%-os etanollal.
- Melegítsen elő minden reagenset 37°C-os vízfürdőben.
Az osztott frakció és a magok mennyiségének kiszámítása
- Határozza meg az osztott frakciót, jellemzően 1:5 és 1:20 között.
- Számítsa ki a pipettázáshoz szükséges térfogatot a képlet segítségével: Vp = (S)(Vd).
Médium térfogatok és osztási protokollok
A sejtkultúra esetében a különböző edények specifikus médiatérfogatokat igényelnek, és egyedi növekedési területekkel rendelkeznek. Például egy 6 lyukú lemez növekedési területe lyukanként 4,67 cm^2 , és körülbelül 2,5 ml médiumra van szüksége, míg egy 100 mm-es lemez 55 cm^2 növekedési területű, és 10 ml médiumot igényel. A sejtek felosztásának folyamata magában foglalja a régi médium eltávolítását, PBS-szel történő mosást, Accutase-zal történő inkubálást, DMEM-mel történő semlegesítést, centrifugálást, új médiumban történő reszuszpendálást, majd új lemezre történő beültetést. A részletes lépések és arányok más edények, például 100 cm^2-es lombikok és 150 mm-es lemezek esetében az eredeti forrásban találhatók.
A HEK293 sejtvonal előnyei és korlátai
A HEK293 sejtek olyan különleges tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek vonzóvá teszik őket a kutatás és a fehérje előállítása számára.
Előnyök
- Magas rekombináns fehérjetermelés: A HEK293 sejtek nagy mennyiségű rekombináns fehérjét képesek előállítani komplex poszttranszlációs módosításokkal.
- Rugalmas transzfekció: Ezek a sejtek rendkívül hatékonyak a transzfekciós vizsgálatokhoz, és különböző fizikai és kémiai módszerekkel hatékonyan transzfektálhatók.
- Génexpressziós elemzés: A HEK293 sejtek hatékony transzfektálhatóságuknak köszönhetően mind tranziens, mind stabil génexpressziós elemzésekre használhatók.
- Az eredmények reprodukálhatósága: A HEK293 sejtek következetes, megbízható, reprodukálható eredményeket nyújtanak, ezért népszerű választás a kutatólaboratóriumok számára.
A HEK293 sejtvonal hátrányai
- Bakteriális szennyeződés: A bakteriális szennyeződés kockázata gyakori kihívás a sejtvonalak, köztük a HEK293 sejtek tenyésztése során. A bakteriális fertőzések megváltoztathatják a táptalaj pH-értékét, zavarosságot okozhatnak, és befolyásolhatják a sejtek alakját, a tenyésztési időt és a génexpressziót. A fertőzés megelőzése érdekében szigorúan be kell tartani az aszeptikus sejttenyésztési feltételeket.
- Vírusfertőzés: A HEK293 sejtek, más humán sejtvonalakhoz hasonlóan, fogékonyak a humán vírusos betegségekre. Ezek a fertőzések csak PCR-vizsgálattal mutathatók ki, és nem könnyen láthatóak.
- Kultúraidőszak: Bár a HEK293 sejtvonal immortalizált, a hosszabb tenyésztési időszakok fokozatosan ronthatják a sejtek egészségét, és befolyásolhatják a génexpressziót, a reprodukálhatóságot és a sejtnövekedést. Az egészséges tenyészet fenntartása érdekében ajánlott a passzázsok számát 20 alatt tartani.
HEK293 erőforrás áttekintése: Protokollok, videók és még sok más
A HEK293 sejtek széles körben használt és jól tanulmányozott sejtvonal, ami számos erőforrást eredményez a fenntartásukhoz és tenyésztésükhöz. Itt kiemelünk néhány forrást a HEK293 sejttenyésztési protokollok megismeréséhez:
- HEK sejtek osztása és fenntartása: Egy oktatási weboldal, amely rengeteg információt tartalmaz a HEK293 sejtekről. Leírja ennek a sejtvonalnak a szubkultúrázási és vetési protokollját.
- HEK293 sejtek: Ez a weboldal linkje a sejttenyésztési körülményekre, a növekedési médiumokra és a felosztási protokollokra vonatkozó összes közzétett információt tartalmazza.
A HEK293 sejtvonalhoz kapcsolódó videók
A HEK293 sejtek szubkultúrázásáról, sejtelültetéséről és transzfekciós protokolljairól számos oktatóvideó könnyen elérhető.
- Tranziens expresszió 293 sejtek felhasználásával: Ez az oktatóvideó a HEK293 sejtekben végzett tranziens expresszióelemzés alapkoncepcióját ismerteti illusztrációkkal.
- HEK293 sejtek osztása: Ez a videó a HEK293 sejtvonal teljes szubkultúrázási protokollját mutatja be.
Aknázza ki a HEK293 sejtekkel végzett kutatásaiban rejlő lehetőségeket! Minden szükséges információval ellátjuk, amire szüksége van a kezdéshez, miért is várna? Döntsön okosan, és rendeljen tőlünk még ma, hogy megtapasztalhassa ennek a hihetetlen sejtvonalnak a kutatásában való használatának előnyeit!
Gyakran ismételt kérdések a HEK293 sejtekről
A HEK293 sejteket széles körben használják a tudományos kutatásban, ami természetesen számos kérdést vet fel természetükkel, eredetükkel és jellemzőikkel kapcsolatban. Az alábbiakban megvizsgálunk néhányat ezek közül a gyakori kérdések közül.
Hivatkozási lista
- Lin, Y.-C., et al., Genome dynamics of the human embryonic kidney 293 lineage in response to cell biology manipulations. Nature communications, 2014. 5(1): p. 4767.
- Tan, E., et al., HEK293 sejtvonal mint rekombináns fehérjék és vírusvektorok előállításának platformja. Frontiers in bioengineering and biotechnology, 2021: p. 1288.
- Pulix, M., et al., A HEK293 sejtek mint újonnan megjelenő sokoldalú sejtgyárak molekuláris jellemzése. Current Opinion in Biotechnology, 2021. 71: p. 18-24.
- Alvim, R.G., I. Itabaiana Jr és L.R. Castilho, Zika vírusszerű részecskék (VLP-k): Stabil sejtvonalak és folyamatos perfúziós eljárások mint új potenciális vakcinagyártási platform. Vaccine, 2019. 37(47): p. 6970-6977.
- Schwarz, H., et al., Small-scale bioreaktor támogatja a nagy sűrűségű HEK293 sejtek perfúziós tenyésztését rekombináns eritropoetin előállításához. Journal of biotechnology, 2020. 309: p. 44-52.
- Liu, X., et al., Ezüst nanorészecskék nanotoxikus hatásai normál HEK-293 sejtekre a rákos HeLa sejtvonalhoz képest. International journal of nanomedicine, 2021. 16: p. 753.
- Patra, B., et al., Piper betle: arany nanorészecskék fokozott szintézise és in vitro citotoxicitási vizsgálata HeLa és HEK293 sejteken. Journal of Cluster Science, 2020. 31: p. 133-145.
- Stepanenko, A. és V. Dmitrenko, HEK293 a sejtbiológiában és a rákkutatásban: fenotípus, kariotípus, tumorigenitás és stressz által kiváltott genom-fenotípus evolúció. Gene, 2015. 569(2): p. 182-190.