Sel HepG2 - Sumber Daya Penelitian Kanker Hati
Hep-G2 adalah garis sel kanker hati manusia yang berasal dari jaringan hati seorang pria Kaukasia berusia 15 tahun dengan karsinoma hepatoseluler. Sel-sel ini sering digunakan dalam metabolisme obat dan studi hepatotoksisitas. Meskipun sel HepG2 memiliki tingkat proliferasi yang tinggi dan penampilan seperti epitel, sel ini tidak bersifat tumorigenik dan menjalankan berbagai fungsi hati yang berbeda. Pada tahun 1975, para peneliti memperoleh sel HepG2 dari karsinoma hepatoseluler, menjadikannya sebagai garis sel hati pertama yang menunjukkan karakteristik penting hepatosit. Berbeda dengan garis sel SK-Hep1 yang telah ada sebelumnya, yang tidak memiliki penanda sel hati yang esensial, sel HepG2 dapat mengeluarkan berbagai protein plasma dan memberikan model yang berharga untuk mempelajari dinamika intraseluler dari domain permukaan sel dalam hepatosit manusia. Sel-sel ini menunjukkan morfologi seperti epitel, memiliki jumlah kromosom modal 55, dan dapat distimulasi dengan hormon pertumbuhan manusia
Karakteristik HepG2
Bentuk khas hepatosit primer adalah kubik dan biasanya mengandung dua inti. Sebaliknya, sel HepG2 memiliki morfologi seperti epitel dengan satu nukleus dan jumlah kromosom berkisar antara 48 hingga 54 per sel. Meskipun sel HepG2 dapat menyumbang hingga 25% dari total protein seluler, ukurannya lebih besar daripada hepatosit normal, membentuk sekitar 10% dari protein lengkap dalam sel. Protein seluler adalah aktor penting di dalam sel, yang menjalankan fungsi yang ditentukan oleh gen.
Sel tumor, termasuk yang memiliki jumlah kromosom yang abnormal, sering kali menunjukkan peningkatan jumlah nukleus, hingga tujuh per sel. Karena tingkat diferensiasi yang tinggi secara in vitro, sel HepG2 menyediakan model yang ideal untuk mempelajari perdagangan intraseluler dan dinamika kanalikular empedu, protein membran sinusoidal, dan lipid dalam hepatosit manusia.
Diameter rata-rata sel HepG2 adalah sekitar 10-20 µm, lebih kecil dari hepatosit dengan diameter 15 µm, tetapi mirip dengan sel tumor Hepatoblastoma (HB), yang berkisar antara 10-20 µm.
Genetika HepG2
Garis sel Hep-G2 menunjukkan beberapa translokasi, termasuk yang terjadi di antara lengan pendek kromosom 1 dan 21, trisomi kromosom 2, 16, dan 17, dan tetrasomi kromosom 20. Hilangnya wilayah kromosom 4q3 juga diamati, terkait dengan translokasi t (1;4) yang sering terlihat pada Hepatoblastoma (HB) dan kelainan kromosom lainnya, seperti trisomi 2 dan 20. Jumlah kromosom dalam sel HepG2 berkisar antara 50 hingga 60, yang menunjukkan kariotipe hiperdiploid, sementara beberapa kasus menunjukkan lebih dari 100 kromosom dan ditandai dengan pembesaran tetraploid. Sel HepG2 mengandung sekitar 7,5 pg DNA, 15% lebih banyak daripada sel somatik rata-rata. Sebagai perbandingan, hepatosit primer memiliki bentuk sel kubik dan biasanya mengandung dua inti [1].
Profil Mutasi Sel HepG2
Garis sel HepG2 membawa mutasi daerah promotor TERT C228T, yang juga terdapat pada karsinoma hepatoseluler (HCC) dan hepatoblastoma (HB). Mutasi ini berkontribusi pada pengabadian dengan melindungi telomer pada sel kanker. Selain itu, sel HepG2 menunjukkan TP53 tipe liar, gen yang sangat penting untuk menekan kanker manusia, karena berperan dalam penghentian siklus sel, apoptosis, dan penuaan. Mutasi pada gen ini dapat meningkatkan proliferasi sel.
Sel HepG2 berpartisipasi dalam beberapa jalur, termasuk disregulasi pertumbuhan sel, jalur kelangsungan hidup seperti HB janin dan embrionik, dan jalur Wnt/β-catenin. Selain itu, garis sel memiliki penghapusan karakteristik ekson ketiga dari gen CTNNB1, yang identik dengan yang terlihat pada HB tipe epitel [2,3].
Gambaran Umum Sel Karsinoma Hepatoseluler HepG2 dalam Penelitian Hati
Sel HepG2, yang berasal dari hepatoma manusia, telah menjadi alat yang sangat berharga untuk meneliti fungsi dan penyakit hati, termasuk karsinoma hepatoseluler. Garis sel hati ini memberikan wawasan tentang respons seluler hepatosit manusia dalam berbagai kondisi eksperimental. Penggunaan plasmid reporter luciferase dalam sel HepG2 sangat efektif untuk melacak ekspresi gen dan transfeksi seluler, yang merupakan hal mendasar dalam penelitian metabolik, seperti studi efek etanol pada sel hati
Infeksi Virus dan Studi Penyakit Hati Menggunakan Sel HepG2
Garis sel tumor hati yang diawetkan seperti HepG2 dan Huh7 sangat penting dalam studi infeksi virus, yang menunjukkan replikasi siklus sel lengkap hepatitis D (HDV) dan ekspresi hepatitis B (HBV) [5,6]. Secara paralel, garis sel HepaRG memainkan peran penting dalam menjelaskan mekanisme masuknya HBV [7]. Sel HepG2 juga digunakan untuk menyelidiki berbagai penyakit hati manusia, mulai dari kondisi genetik seperti kolestasis intrahepatik familial progresif (PFIC) dan Sindrom Dubin-Johnson hingga studi lingkungan dan diet yang terkait dengan agen sitotoksik dan genotoksik, serta dalam penargetan obat dan penelitian hepatokarsinogenesis [8,9]. Penggunaannya meluas ke uji coba dengan perangkat hati bio-buatan
Interaksi Sel HepG2 dengan Biomaterial dalam Rekayasa Jaringan
Interaksi sel HepG2 dengan berbagai biomaterial sangat penting dalam rekayasa jaringan. Teknik seperti teknik probe koloid membantu memahami interaksi ini dengan mengukur sifat adhesi sel, yang sangat penting dalam menentukan kelangsungan hidup sel untuk pengembangan perancah dan model jaringan hati yang akurat
Perilaku Sel dan Inovasi dalam Model Berbasis HepG2
Mempelajari perilaku sel dalam model berbasis HepG2 sangat penting untuk penelitian penyakit hati. Kemajuan dalam kultur sel spheroid tiga dimensi telah mengarah pada penciptaan spheroid sel HepG2, yang menawarkan model yang lebih relevan secara fisiologis yang sangat mirip dengan hepatosit normal. Model 3D ini, dengan peningkatan aktivitas metabolik, menunjukkan potensi sel HepG2 untuk berfungsi sebagai model hepatoblastoma dan signifikan dalam penelitian pengobatan kanker, terutama untuk mensimulasikan tumor hati dan menguji pendekatan terapeutik baru [10-12]
Perbandingan dan Karakteristik HepG2 di antara Garis Sel Tumor Lainnya
HepG2 adalah salah satu garis sel tumor hati yang paling banyak digunakan, dipilih karena aplikasinya yang luas dalam penelitian ilmiah di antara sekitar 40 garis sel tumor hati yang tersedia [13]. Meskipun ekspresi enzim sitokrom P450 tertentu yang lemah atau tidak ada dibandingkan dengan hepatosit normal, profil metabolisme HepG2 telah mendorong upaya untuk memodifikasi garis sel untuk studi metabolisme obat yang lebih baik [13]. Dibandingkan dengan garis sel tumor seperti MCF7, PC3, 143B, dan HEK293, sel HepG2 menunjukkan profil kandungan asam amino yang unik yang secara signifikan memengaruhi sintesis dan sekresi protein, menyoroti jalur metabolisme mereka yang unik [14]
Menjelajahi Penelitian Penyakit Hati dengan HepG2
Subkultur Sel HepG2
Berikut adalah lima langkah untuk menghilangkan sel yang melekat dari labu kultur sel menggunakan Accutase:
- Buang medium dari labu kultur sel dan bilas sel yang melekat menggunakan PBS tanpa kalsium dan magnesium. Gunakan 3-5 ml PBS untuk labu T25 dan 5-10 ml untuk labu T75.
- Tambahkan Accutase ke dalam labu kultur sel, dengan menggunakan 1-2 ml per labu T25 dan 2,5 ml per labu T75. Pastikan bahwa Accutase menutupi seluruh lembaran sel.
- Inkubasi labu pada suhu kamar selama 8-10 menit.
- Resuspensi sel dengan hati-hati dengan medium, menggunakan 10 ml medium segar.
- Sentrifus sel yang diresuspensi selama 5 menit pada 300xg, resuspensi dalam medium segar, dan keluarkan ke dalam labu baru yang berisi medium segar.
Prospek Masa Depan untuk Sel HepG2
Pencarian untuk membuka potensi penuh dari garis sel HepG2 terus berlanjut dengan kemajuan terobosan dalam meningkatkan ekspresi sitokrom. Para peneliti juga mengeksplorasi kemungkinan kultur sel spheroid tiga dimensi, yang menawarkan sistem yang lebih relevan secara fisiologis. Aktivitas metabolik, termasuk sitokrom, jauh lebih tinggi pada model HepG2 sferoid 3D dibandingkan dengan sel 2D, sehingga membawa kita lebih dekat untuk menciptakan model yang mencerminkan hepatosit normal. Selain itu, mengeksplorasi proses dinamis yang mendasari distribusi protein permukaan sel yang tidak tepat dapat membuka jalan untuk pemahaman yang lebih baik tentang penyakit hati
Sel HepG2: Memahami Peran dan Perbedaannya dalam Penelitian Biomedis - Tanya Jawab
Referensi
- Vyas, RC, Darroudi, F., Natarajan, AT Kerusakan kromosom yang diinduksi oleh radiasi dan penggabungan kembali pada kromosom interfase-metafase limfosit manusia, Mutat Res, 1991; 249(1):29-35.
- Woodfield, SE, Shi, Y., Patel, RH, Chen, Z., Shah, AP, Srivastava, RK, Whitlock, RS, Ibarra, AM, Larson, SR, Sarabia, SF, dkk. Penghambatan MDM4: Strategi Terapi Baru untuk Mengaktifkan Kembali P53 di Hepatoblastoma. Sci. Rep. 2021, 11, 2967.
- Hussain, SP, Schwank, J., Staib, F., Wang, X.W., Harris, C.C. Mutasi TP53 dan Karsinoma Hepatoseluler: Wawasan ke dalam Etiologi dan Patogenesis Kanker Hati. Oncogene 2004.
- Schicht, G., Seidemann, L., Haensel, R., Seehofer, D., Damm, G. Investigasi Kritis tentang Kegunaan Garis Sel Hepatoma HepG2 dan Huh7 sebagai Model untuk Representasi Metabolik Karsinoma Hepatoseluler yang Dapat Dioperasi. Kanker 2022, 14(17), 4227.
- Verrier, ER, Colpitts, CC, Schuster, C., Zeisel, MB, Baumert, TF Model Kultur Sel untuk Investigasi Infeksi Virus Hepatitis B dan D. Viruses 2016, 8, 261.
- Verrier, E.R., Colpitts, C.C., Bach, C., Heydmann, L., Weiss, A., Renaud, M., Durand, S.C., Habersetzer, F., Durantel, D., AbouJaoudé, G., dkk. Layar Gangguan RNA Fungsional yang Ditargetkan Menyingkap Glypican 5 sebagai Faktor Masuk untuk Virus Hepatitis B dan D. Hepatologi 2016, 63, 35-48.
- Gripon, P., Rumin, S., Urban, S., Le Seyec, J., Glaise, D., Cannie, I., Guyomard, C., Lucas, J., Trepo, C., Guguen-Guillouzo, C. Infeksi Garis Sel Hepatoma Manusia oleh Virus Hepatitis B. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2002, 99, 15655-15660.
- Mersch-Sundermann, V., Knasmüller, S., Wu, X.J., Darroudi, F., Kassie, F. Penggunaan garis sel hati yang diturunkan dari manusia untuk mendeteksi agen sitoprotektif, antigenotoksik, dan cogenotoksik. Toksikologi. 2004; 198(1-3): 329-340.
- Fanelli, A. HepG2 (karsinoma hepatoseluler hati): kultur sel. HepG2. Diakses pada 3 Desember 2017.
- Xuan, J., Chen, S., Ning, B., Tolleson, W.H., Guo, L. Pengembangan Sel yang Berasal dari HepG2 yang Mengekspresikan Sitokrom P450 untuk Menilai Toksisitas Hati yang Diinduksi oleh Obat yang Berhubungan dengan Metabolisme. Fisiol. Behav. 2017, 176, 139-148.
- Ooka, M., Lynch, C., Xia, M. Aplikasi Aktivasi Metabolisme in Vitro dalam Skrining Throughput Tinggi. Int. J. Mol. Sci. 2020, 21, 8182.
- Huang, L., Coughtrie, M.W.H., Hsu, H. Down-Regulation of Dehydroepiandrosterone Sulfotransferase Gene in Human Hepatocellular Carcinoma. Mol. Cell. Endokrinol.
- Zhu, Z., Hao, X., Yan, M., dkk. Sel punca/progenitor kanker sangat diperkaya pada populasi CD133 + CD44 + pada karsinoma hepatoseluler. Int J Cancer. 2010; 126:2067-2078.
- Arbus, C., Benyamina, A., Llorca, P.-M., Baylé, F., Bromet, N., Massiere, F., Garay, R.P., Hameg, A. Karakterisasi enzim sitokrom P450 manusia yang terlibat dalam metabolisme cyamemazine. Eur J Pharm Sci. 2007 Dec;32(4-5):357-66.