HEK293 ląstelės: Šiuolaikinių ląstelinių tyrimų ir biotechnologijų kertinis akmuo
Žmogaus embrioninio inksto 293(HEK293) ląstelės yra žmogaus embrioninio inksto ląstelių linija, kuri plačiai paplito mokslininkų bendruomenėje dėl savo universalumo ir naudingumo atliekant įvairius mokslinius tyrimus. Ši ląstelių linija buvo sukurta XX a. septintojo dešimtmečio pradžioje ir nuo to laiko naudojama vakcinų kūrimui, vėžio tyrimams, vaistų bandymams ir signalų perdavimui. Šiame tinklaraščio įraše bus nagrinėjami visi HEK293 ląstelių linijos aspektai, įskaitant jos kilmę, informaciją apie auginimą, privalumus ir trūkumus, taikymą ir išteklius.
HEK293 ląstelės: Bendroji informacija ir kilmė
Kas yra HEK293 ląstelės?
HEK293 ląstelės yra žmogaus embrioninių inkstų ląstelių linija, gauta iš nežinomos giminystės žmogaus embriono inkstų audinio. Šias ląsteles XX a. septintojo dešimtmečio pradžioje sukūrė olandų biologas Alexas Van der Ebas. Vėliau mokslininkas Frankas Grahamas (Frank Graham) jas imortalizavo transformuodamas sutrumpintu adenovirusu 5.
Iš pradžių ląstelės atrodė sudėtingos transformuoti. Tačiau po daugybės nuolatinių pastangų ląstelės augo iš izoliuoto vieno transformuoto klono [1]. Ląstelių transfekcija adenovirusu 5 lėmė E1A ir E1B genų įtraukimą į ląstelės genomą, kuris apsaugo nuo ląstelių žūties ir leidžia gausiai gaminti baltymus. Prieš imortalizaciją vaisiaus inkstų ląstelės nebuvo tinkamai apibūdintos, todėl tikslus jų ląstelių tipas nežinomas.
Embrioninius inkstus sudaro endotelio, epitelio ir fibroblastų ląstelės, todėl HEK 293 ląstelės greičiausiai priklauso šioms ląstelėms. Tačiau mRNA ir genų produktai rodo, kad jos yra neuroninės ląstelės. Gali būti, kad pridėjus Ad5 pasikeitė ląstelių fenotipas ir genų raiška. Įdomus faktas: HEK293 raidė "293" reiškia 293-ąjį Grahamo atliktą eksperimentą.
Įdomus faktas: HEK293 raidė "293" reiškia 293-ąjį Grahamo atliktą eksperimentą.
HEK293 ląstelių savybės
- Morfologija
- Ląstelių dydis
- Genomas ir ploidija (chromosomų skaičius)
HEK293 ląstelės savo forma primena epitelio ląsteles. Embrioniniai inkstai daugiausia sudaryti iš fibroblastų, endotelio ir epitelio ląstelių. Taigi 293 ląstelės savo forma primena vieną iš šių ląstelių tipų.
HEK 293 ląstelių dydis yra nuo 11 iki 15 µm, kuriam įtakos gali turėti auginimo sąlygos. Kultūroje ląstelės gali atrodyti plokščios, kai auginamos ant paviršiaus, arba suapvalėjusios suspensijoje. HEK293 ląstelės yra hipotriploidinės, maždaug 30 % HEK293 ląstelių modalinė ploidija yra 64 chromosomos, tačiau kai kurios ląstelės turi dar daugiau chromosomų. Ląstelės taip pat turi tris X chromosomos kopijas ir į 19 chromosomą integruotą 4 kilobazių porų adenoviruso 5 fragmentą.
HEK293 ir HEK293T ląstelių linijų palyginimas
Iš tėvinių HEK 293 ląstelių buvo išvesta daug darinių, pavyzdžiui, įprasti 293 ląstelių dariniai HEK293T ir HEK293F ląstelės. HEK293T ląstelės yra vienas iš plačiausiai naudojamų darinių, kuris buvo sukurtas į pradinį HEK 293 ląstelių genomą įtraukus temperatūrai jautrų SV40 T-antigeno mutantą. T-antigeno ekspresija leidžia replikuoti plazmides su SV40 replikacijos pradžia, kai jos transfekuojamos į 293-T ląsteles, todėl padidėja rekombinantinių baltymų gamyba [2]. Daugiau informacijos apie HEK ląstelių linijų darinius, įskaitant jų kūrimą ir savybes, rasite šiame apžvalginiame straipsnyje.
HEK293 ląstelių kultivavimo pagrindai: Žingsnis po žingsnio vadovas
|
Sąlygos |
Informacija |
|
Populiacijos padvigubėjimo laikas |
HEK293 ląstelių linijos padvigubėjimo laikas svyruoja nuo 24 iki 45 valandų, vidutiniškai 30 valandų. |
|
Adherentinės arba suspensinės kultūros |
HEK293 ląstelės gali būti auginamos tiek adherentinės, tiek suspensinės. Adherentinės ląstelės auga kaip monosluoksniai, o suspensinės - kaip sferoidai. |
|
Sėjimo tankis |
Augimo fazėje ląsteles padalykite esant 80-90 % susiliejimui. Atskirkite ląsteles, naudodami "Accutase", ir sėkite nuo 1 iki 4 x 104 ląstelių/cm2 tankumu. Sėjant 1 x 104 ląstelių/cm2 tankumu, per 4 dienas susiformuos susiliejantis sluoksnis. |
|
Augimo terpė |
Auginkite Eagle's Minimum Essential Medium (EMEM) terpėje su 2 mM L-glutaminu ir 10 % galvijų fetalinio serumo (FBS). Du kartus per savaitę pakeiskite terpę. |
|
Augimo sąlygos (temperatūra, CO2) |
Kad augimas būtų optimalus, laikykite drėkinamame inkubatoriuje 37 °C temperatūroje su 5 % CO2. |
|
Laikymas |
Laikykite skystojo azoto garų arba skysčio fazėje, kad galėtumėte ilgai saugoti. Venkite laikyti -80 °C šaldytuve, nes tai gali turėti įtakos ląstelių gyvybingumui. |
|
Šaldymo procesas ir terpė |
Geriausiam išsaugojimui naudokite lėto užšaldymo metodą. Užšaldykite CM-1 arba CM-ACF užšaldymo terpėje, kurią galima įsigyti CLS. |
|
Atšildymo procesas |
Atšildykite užšaldytas ląsteles 37 °C temperatūros vandens vonelėje 1-2 minutes, kol liks nedidelis ledo gabalėlis. Ląstelių suspensiją perkelkite į centrifugos mėgintuvėlį, įpilkite iš anksto pašildytos augimo terpės ir centrifuguokite, kad pašalintumėte užšaldymo terpės komponentus. Ląstelių granules vėl suspenduokite šviežioje terpėje ir auginkite optimaliomis sąlygomis. |
|
Biologinės saugos lygis |
Su HEK293 ląstelėmis reikia elgtis 1 biologinės saugos lygiu. |
Įsigykite HEK293 ląstelių savo atradimams
Atlikdami novatoriškus tyrimus, apsvarstykite mūsų HEK293 ląsteles, žinomas dėl jų universalumo genų raiškos tyrimuose ir vakcinų kūrime, ir jų darinius, tokius kaip HEK293T, HEK293 suspensijos adaptuotos ląstelės, HEK293T/17, AAV-293 ir 2V6.11. Sužinokite daugiau ir patobulinkite savo eksperimentus, susipažinę su mūsų produktų asortimentu čia.
HEK293 ląstelių linija moksliniuose tyrimuose ir pramonėje
HEK293 ląstelių pritaikymas yra įvairus ir reikšmingas. Jos dažnai naudojamos kaip rekombinantinių baltymų išraiškos ir gamybos sistema. Dėl jų žmogiškos kilmės šiose ląstelėse gaminami baltymai savo struktūra ir funkcijomis yra panašesni į natūralius žmogaus analogus, o tai yra labai svarbu gydymui.
Be to, HEK293 ląstelės dažnai naudojamos tiriant genų funkciją ir reguliavimą, nes jos lengvai priima svetimą DNR, todėl yra puikus genetinių manipuliacijų modelis. Šios ląstelės taip pat labai svarbios gaminant adenovirusinius vektorius, kurie naudojami genų terapijai ir vakcinų kūrimui, įskaitant greitą COVID-19 vakcinų kūrimą.
Vakcinų ir baltymų gamyba: HEK 293 ląstelės tinka didelio masto baltymų ir terapinių vakcinų gamybai. Ši ląstelių linija toliau naudojama virusiniams vektoriams, tokiems kaip adeno susieti ir adenovirusiniai vektoriai, gaminti. Pastaruoju metu HEK 293 ląstelės naudojamos svarbiausiam rekombinantiniam baltymui - eritropoetinui (EPO) - gaminti.
Narkotikų testavimas: HEK293 ląstelės dažnai naudojamos vaistų ir natūralių produktų toksiškumui tirti.
Vėžio tyrimai: hEK 293 ląstelės yra navikinės, o esminiai genų raiškos pokyčiai gali sustiprinti šios ląstelių linijos navikinį vystymąsi. Todėl 293 ląstelių linija dažnai naudojama vėžio tyrimams, siekiant suprasti pagrindinius molekulinius mechanizmus ir kurti vaistus.
Transfekcijos tyrimai: Transfekcija - tai procesas, kurio metu į ląsteles įvedamos nukleino rūgštys, o HEK293 ląstelės šiam procesui yra ypač tinkamos. Plačiau apie šią temą paaiškinta toliau.
HEK293 vaidmuo vakcinų ir baltymų gamyboje
Vakcinų gamyboje HEK293 ląstelės buvo labai svarbios kuriant adenovirusais pagrįstas vakcinas. Jų gebėjimas augti suspensinėse kultūrose leidžia užtikrinti mastelio keitimo procesus, kurie yra labai svarbūs tenkinant pasaulinius vakcinų poreikius. Be to, jų žmogiška kilmė suteikia pranašumą prieš kitas ląstelių linijas, nes jos gali atlikti į žmogaus panašias potransliacines modifikacijas, užtikrinančias gaminamų vakcinų biologinį veiksmingumą.
HEK293 ląstelių universalumas apima ir sudėtingų baltymų, įskaitant monokloninius antikūnus ir biologiškai panašius preparatus, kurie naudojami vėžiui, autoimuninėms ligoms ir kitoms ligoms gydyti, gamybą. Dėl gebėjimo tiksliai lankstyti ir modifikuoti baltymus šios ląstelės yra pageidaujamas pasirinkimas rekombinantinių baltymų gamybos pramonėje.
Kodėl transfekcijai naudojamos HEK293 ląstelės?
Transfekcija - tai procesas, kurio metu į ląsteles įvedamos nukleino rūgštys, o HEK293 ląstelės šiam procesui yra ypač tinkamos. Yra keletas priežasčių, kodėl HEK293 ląstelės yra palankios transfekcijai:
- Didelis transfekcijos efektyvumas: HEK293 ląstelės pasižymi dideliu svetimos DNR įsisavinimo greičiu, kurį galima paaiškinti jų gebėjimu ekspresuoti tam tikrus virusinius genus, kurie palengvina DNR patekimą į ląstelę.
- Tvirtas augimas: Šios ląstelės greitai auga ir yra palyginti lengvai prižiūrimos, o tai naudinga eksperimentams, kuriems reikia greitų ir patikimų rezultatų.
- Pritaikomumas: HEK293 ląstelės gali būti auginamos įvairiomis sąlygomis, įskaitant adherentines arba suspensines kultūras, todėl jos tinka didelio masto baltymų gamybai.
- Žmogaus ląstelių linija: Tai ypač svarbu atliekant terapinius tyrimus, kai žmogaus ląstelių reakcija leidžia numatyti in vivo rezultatus.
- Universalumas: Jomis galima gaminti baltymus su sudėtingomis potransliacinėmis modifikacijomis, o ši savybė būtina daugelio baltymų, ypač terapinių antikūnų, funkcionalumui užtikrinti.
HEK293 subkultūrų protokolas
Reikalingi reagentai
- 1X fosfatu buferizuotas fiziologinis tirpalas (PBS)
- 10 % tripsinas-PBS
- Dulbeko modifikuota "Eagle" terpė (DMEM)
Procedūra
Ląstelių paruošimas
- Patikrinkite HEK ląsteles mikroskopu, kad įsitikintumėte, jog jos yra apie 90 % susiliejančios.
- Išvalykite darbo vietą naudodami aseptinius metodus ir sterilizuokite gaubtą UV šviesa.
- Nuvalykite darbo vietą 70 % etanoliu.
- Iš anksto pašildykite visus reagentus 37 °C temperatūros vandens vonelėje.
Padalytos frakcijos ir sėklų kiekio apskaičiavimas
- Nustatykite dalijamąją frakciją, paprastai nuo 1:5 iki 1:20.
- Apskaičiuokite pipetavimo tūrį pagal formulę: Vp = (S)(Vd).
Medžiagos tūriai ir dalijimo protokolai
Ląstelių kultūroms skirtinguose induose reikia tam tikro terpės tūrio, be to, juose yra unikalios augimo zonos. Pavyzdžiui, 6 duobučių plokštelės augimo plotas yra 4,67 cm^2 viename duobutėje ir jai reikia apie 2,5 ml terpės, o 100 mm plokštelės augimo plotas yra 55 cm^2 ir jai reikia 10 ml terpės. Ląstelių skaidymo procesas apima senos terpės pašalinimą, plovimą PBS, inkubavimą su Accutase, neutralizavimą DMEM, centrifugavimą, pakartotinį ištirpinimą naujoje terpėje ir sėjimą į naują plokštelę. Išsamius veiksmus ir santykius kitiems indams, pavyzdžiui, 100 cm^2 kolboms ir 150 mm plokštelėms, rasite pirminiame šaltinyje.
HEK293 ląstelių linijos privalumai ir trūkumai
HEK293 ląstelės pasižymi išskirtinėmis savybėmis, dėl kurių jos yra patrauklios tyrimams ir baltymų gamybai.
Privalumai
- Didelė rekombinantinių baltymų gamyba: HEK293 ląstelės gali gaminti didelius rekombinantinių baltymų kiekius su sudėtingomis potransliacinėmis modifikacijomis.
- Lanksti transfekcija: Šios ląstelės labai veiksmingos transfekcijos tyrimams ir gali būti efektyviai transfekuojamos įvairiais fizikiniais ir cheminiais metodais.
- Genų raiškos analizė: HEK293 ląstelės gali būti efektyviai transfekuojamos, todėl jas galima naudoti tiek pereinamojo laikotarpio, tiek stabilios genų raiškos analizei.
- Rezultatų atkuriamumas: HEK293 ląstelės užtikrina nuoseklius, patikimus ir atkuriamus rezultatus, todėl jos yra populiarus mokslinių tyrimų laboratorijų pasirinkimas.
HEK293 ląstelių linijos trūkumai
- Bakterinis užterštumas: Bakterinio užteršimo rizika yra dažnas iššūkis kultivuojant ląstelių linijas, įskaitant HEK293 ląsteles. Bakterinės infekcijos gali pakeisti mitybinės terpės pH, sukelti drumstumą, paveikti ląstelių formą, kultūros periodą ir genų raišką. Norint išvengti užteršimo, reikia griežtai laikytis aseptinių ląstelių kultivavimo sąlygų.
- Virusinė infekcija: HEK293 ląstelės, kaip ir kitos žmogaus ląstelių linijos, yra jautrios žmogaus virusinėms ligoms. Šias infekcijas galima aptikti tik atliekant PGR tyrimą ir jos nėra lengvai pastebimos.
- Kultivavimo laikotarpis: Nors HEK293 ląstelių linija yra nemortalizuota, dėl ilgesnio auginimo laikotarpio gali palaipsniui pablogėti ląstelių sveikata ir nukentėti genų raiška, atkuriamumas ir ląstelių augimas. Norint išlaikyti sveiką kultūrą, rekomenduojama išlaikyti mažesnį nei 20 perėjimų skaičių.
HEK293 išteklių apžvalga: Protokolai, vaizdo įrašai ir daugiau
HEK293 ląstelės yra plačiai naudojama ir gerai ištirta ląstelių linija, todėl yra įvairių išteklių, skirtų jų priežiūrai ir auginimui. Čia pateikiame keletą šaltinių, kuriuose galima susipažinti su HEK293 ląstelių auginimo protokolais:
- HEK ląstelių skaidymas ir priežiūra: HEK293 ląstelės: mokomoji svetainė, kurioje pateikiama daug informacijos apie HEK293 ląsteles. Joje aprašomas šios ląstelių linijos subkultūrinimo ir sėjimo protokolas.
- HEK293 ląstelės: Šioje svetainės nuorodoje rasite visą paskelbtą informaciją apie ląstelių kultivavimo sąlygas, augimo terpę ir dalijimo protokolus.
Vaizdo įrašai, susiję su HEK293 ląstelių linija
Galima lengvai rasti daug mokomųjų vaizdo įrašų apie HEK293 ląstelių subkultūrinimą, ląstelių dengimą ir transfekcijos protokolus.
- Tranzitinė raiška naudojant 293 ląsteles: Šiame mokomajame vaizdo įraše su iliustracijomis aprašoma pagrindinė pereinamosios raiškos analizės HEK293 ląstelėse koncepcija.
- HEK293 ląstelių skaidymas: Šiame vaizdo įraše pateikiamas visas HEK293 ląstelių linijos subkultūrinimo protokolas.
Išlaisvinkite savo tyrimų su HEK293 ląstelėmis potencialą! Pateikėme jums visą informaciją, kurios reikia norint pradėti, tad kam laukti? Priimkite protingą sprendimą ir užsisakykite iš mūsų jau šiandien, kad pajustumėte šios neįtikėtinos ląstelių linijos naudojimo savo tyrimuose privalumus!
Dažniausiai užduodami klausimai apie HEK293 ląsteles
HEK293 ląstelės yra plačiai naudojamos moksliniuose tyrimuose, todėl natūraliai kyla daugybė klausimų apie jų prigimtį, kilmę ir savybes. Toliau nagrinėjame kai kuriuos iš šių dažniausiai užduodamų klausimų.
Nuorodų sąrašas
- Lin, Y.-C. ir kt., Žmogaus embrioninio inksto 293 linijos genomo dinamika reaguojant į ląstelių biologijos manipuliacijas. Nature communications, 2014. 5(1): p. 4767.
- Tan, E., et al., HEK293 ląstelių linija kaip rekombinantinių baltymų ir virusinių vektorių gamybos platforma. Frontiers in bioengineering and biotechnology, 2021: p. 1288.
- Pulix, M., et al., Molecular characterization of HEK293 cells as emerging universals cell factories (HEK293 ląstelių kaip atsirandančių universalių ląstelių fabrikų molekulinis apibūdinimas). Current Opinion in Biotechnology, 2021. 71: p. 18-24.
- Alvim, R. G., I. Itabaiana Jr. ir L. R. Castilho, Zika viruso tipo dalelės (VLP): Stabilios ląstelių linijos ir nepertraukiamos perfuzijos procesai kaip nauja potenciali vakcinos gamybos platforma. Vaccine, 2019 m. 37(47): p. 6970-6977.
- Schwarz, H., et al, Small-scale bioreactor supports high density HEK293 cell perfusion culture for the production of recombinant Erythropoietin. Journal of biotechnology, 2020. 309: p. 44-52.
- Liu, X., et al., Nanotoxic effects of silver nanoparticles on normal HEK-293 cells in comparison to cancer HeLa cell line. International journal of nanomedicine, 2021. 16: p. 753.
- Patra, B., et al., Piper betle: padidinta aukso nanodalelių sintezė ir jų in vitro citotoksiškumo HeLa ir HEK293 ląstelėms vertinimas. Journal of Cluster Science, 2020. 31: p. 133-145.
- Stepanenko, A. ir V. Dmitrenko, HEK293 ląstelių biologijoje ir vėžio tyrimuose: fenotipas, kariotipas, navikiškumas ir streso sukelta genomo ir fenotipo evoliucija. Gene, 2015. 569(2): p. 182-190.