Paskelbta: 2023 m. | Paskutinis peržiūrėjimas: 2026 m. gegužė

HEK293 ląstelės: šiuolaikinių ląstelių tyrimų ir biotechnologijos pagrindas

Žmogaus embrioninės inkstų 293 (HEK293) ląstelės yra žmogaus embrioninių inkstų ląstelių linija, kuri mokslo bendruomenėje įgijo didelį populiarumą dėl savo universalumo ir naudingumo įvairiose mokslinių tyrimų srityse. Ląstelių linija buvo sukurta 1970-ųjų pradžioje ir nuo tada naudojama vakcinų kūrimui, vėžio tyrimams, vaistų bandymams ir signalų perdavimui. Šiame tinklaraščio įraše bus nagrinėjami visi HEK293 ląstelių linijos aspektai, įskaitant jos kilmę, kultivavimo informaciją, privalumus ir trūkumus, taikymo sritis bei išteklius.

HEK293 ląstelės: bendroji informacija ir kilmė

Kas yra HEK293 ląstelės?

HEK293 ląstelės yra žmogaus embrioninių inkstų ląstelių linija, gauta iš nežinomos kilmės žmogaus embriono, kurio gyvybė buvo nutraukta planuotai, inkstų audinio. Ląsteles sukūrė olandų biologas Alex Van der Eb 1970-ųjų pradžioje. Vėliau jos buvo imortalizuotos per transformaciją su sutrumpintu adenovirusu 5, kurią atliko tyrėjas Frank Graham.

Iš pradžių ląsteles transformuoti atrodė sudėtinga. Tačiau po daugybės nuolatinių pastangų ląstelių augimas prasidėjo iš izoliuoto vieno transformuoto klono [1]. Ląstelių transfekcija adenovirusu 5 lėmė E1A ir E1B genų įtraukimą į ląstelių genomą, o tai užkerta kelią ląstelių mirčiai ir leidžia gausiai gaminti baltymus. Prieš nemirtingumo suteikimą vaisiaus inkstų ląstelės nebuvo tinkamai apibūdintos, todėl jų tikslus ląstelių tipas nežinomas.

Embrioniniai inkstai susideda iš endotelio, epitelio ir fibroblastų ląstelių, todėl HEK 293 ląstelės greičiausiai priklauso šioms ląstelėms. Tačiau mRNR ir genų produktai rodo, kad tai yra neuroninės ląstelės. Gali būti, kad Ad5 įvedimas pakeitė ląstelių fenotipą ir genų ekspresiją. Įdomus faktas: „293“ HEK293 pavadinime reiškia 293-iąjį Grahamo atliktą eksperimentą.

Įdomus faktas: skaičius „293“ pavadinime HEK293 reiškia 293-iąjį Grahamo atliktą eksperimentą.

HEK293 ląstelių charakteristikos

• Morfologija
• Ląstelių dydis
• Genomas ir ploidija (chromosomų skaičius)

HEK293 ląstelės savo forma primena epitelines ląsteles. Embrioninės inkstų ląstelės daugiausia susideda iš fibroblastų, endotelio ir epitelio ląstelių. Taigi 293 ląstelės savo forma primena vieną iš šių ląstelių tipų.

HEK 293 ląstelių dydis svyruoja nuo 11 iki 15 µm, o tai gali priklausyti nuo auginimo sąlygų. Auginant ląstelės gali atrodyti suplotos, jei auginamos ant paviršiaus, arba apvalios, jei auginamos suspensijoje. HEK293 ląstelės yra hipotriploidinės, ir apie 30 % HEK293 ląstelių modalusis ploidiškumas yra 64 chromosomos, tačiau kai kurios ląstelės turi dar daugiau chromosomų. Ląstelės taip pat turi tris X chromosomos kopijas ir 4 kilobazinių porų adenoviruso 5 fragmentą, integruotą į 19 chromosomą.

HEK293 ir HEK293T ląstelių linijų palyginimas

Iš tėvinių HEK 293 ląstelių buvo išvestos daugybė atmainų, pavyzdžiui, dažnos 293 ląstelių atmainos HEK293T ir HEK293F ląstelės. HEK293T ląstelės yra vienos iš plačiausiai naudojamų atmainų ir buvo sukurtos įterpiant į originalų HEK 293 ląstelių genomą temperatūrai jautrų SV40 T-antigeno mutantą. T-antigeno ekspresija leidžia replikuoti plazmidas su SV40 replikacijos pradžia, kai jos transfekuojamos į 293-T ląsteles, o tai lemia padidėjusį rekombinantinių baltymų gamybą [2]. Daugiau informacijos apie HEK ląstelių linijos darinius, įskaitant jų vystymąsi ir charakteristikas, rasite šiame apžvalginiame straipsnyje.

HEK293 ląstelių kultivavimo pagrindai: žingsnis po žingsnio vadovas

Sąlygos

Informacija

Populiacijos padvigubėjimo laikas

HEK293 ląstelių linijos dvigubėjimo laikas svyruoja nuo 24 iki 45 valandų, vidutiniškai sudaro 30 valandų.

Adhezinės arba suspensinės kultūros

HEK293 ląstelės gali būti auginamos tiek adhezinėmis, tiek suspensinėmis formomis. Adhezinės ląstelės auga kaip monosluoksniai, o suspensinės kultūros – kaip sferoidai.

Sėjimo tankis

Augimo fazės metu ląsteles suskaidykite, kai jų konfluencija siekia 80–90 %. Ląsteles atskirkite naudodami „Accutase“ ir pasėkite 1–4 x 104 ląstelių/cm2 tankumu. Esant 1 x 104 ląstelių/cm2 pasėjos tankumui, konfluentinis sluoksnis susidarys per 4 dienas.

Auginimo terpė

Auginkite „Eagle's Minimum Essential Medium“ (EMEM) terpėje su 2 mM L-glutaminu ir 10 % veršelių serumu (FBS). Terpę keiskite du kartus per savaitę.

Auginimo sąlygos (temperatūra, CO2)

Optimaliam augimui laikykite drėgname inkubatoriuje 37 °C temperatūroje su 5 % CO2 tiekimu.

Laikymas

Ilgalaikiam saugojimui laikykite skysto azoto garų arba skystoje fazėje. Venkite laikymo -80 °C šaldiklyje, nes tai gali paveikti ląstelių gyvybingumą.

Užšaldymo procesas ir terpė

Geriausiam išsaugojimui naudokite lėto užšaldymo metodą. Užšaldykite CM-1 arba CM-ACF užšaldymo terpėje, kurią galima įsigyti iš CLS.

Atšildymo procesas

Atšildykite užšaldytas ląsteles 37 °C vandens vonioje 1–2 minutes, kol liks nedidelis ledo gabalėlis. Perkelkite ląstelių suspensiją į centrifugavimo mėgintuvėlį, įpilkite iš anksto pašildytos auginimo terpės ir centrifuguokite, kad pašalintumėte užšaldymo terpės komponentus. Ląstelių nuosėdas resuspenduokite šviežioje terpėje ir auginkite optimaliomis sąlygomis.

Biologinio saugumo lygis

HEK293 ląstelės reikalauja 1 biologinio saugumo lygio tvarkymo.

Įsigykite HEK293 ląsteles savo atradimams

Savo novatoriškiems tyrimams apsvarstykite mūsų HEK293 ląsteles, žinomas dėl savo universalumo genų ekspresijos tyrimuose ir vakcinų kūrime, bei jų darinius, tokius kaip HEK293T, HEK293, pritaikytas suspensijai, HEK293T/17, AAV-293 ir 2V6.11. Sužinokite daugiau ir patobulinkite savo eksperimentus, susipažindami su mūsų produktų asortimentu čia.

HEK293 ląstelių linija moksliniuose tyrimuose ir pramonėje

HEK293 ląstelių pritaikymas yra įvairus ir reikšmingas. Jos dažnai naudojamos kaip sistema rekombinantinių baltymų ekspresijai ir gamybai. Dėl jų žmogaus kilmės, šiose ląstelėse pagaminti baltymai yra labiau panašūs į natūralius žmogaus baltymus savo struktūra ir funkcija, o tai yra labai svarbu terapiniam pritaikymui.

Be to, HEK293 ląstelės dažnai naudojamos genų funkcijos ir reguliacijos tyrimams, nes jos lengvai įsisavina svetimą DNR, todėl yra puikus modelis genetinėms manipuliacijoms. Šios ląstelės taip pat atlieka svarbų vaidmenį gaminant adenoviruso vektorius, kurie naudojami genų terapijoje ir vakcinų kūrime, įskaitant greitą vakcinų nuo COVID-19 gamybą.

Vakcinų ir baltymų gamyba: HEK 293 ląstelės tinka didelio masto baltymų ir terapinių vakcinų gamybai. Ši ląstelių linija taip pat naudojama virusinių vektorių, pvz., adenovirusinių ir adenovirusinių vektorių, gamybai. Neseniai HEK293 ląstelės buvo naudojamos svarbaus rekombinantinio baltymo – eritropoetino (EPO) – gamybai.

Vaistų bandymai: HEK293 ląstelės dažnai naudojamos vaistų ir natūralių produktų toksiškumui tirti.

Vėžio tyrimai: 293 ląstelės yra tumorigeninės, o svarbūs genų ekspresijos pokyčiai gali paskatinti navikų susidarymą šioje ląstelių linijoje. Todėl 293 ląstelių linija dažnai naudojama vėžio tyrimuose, siekiant suprasti pagrindinius molekulinius mechanizmus ir kurti vaistus.

Transfekcijos tyrimai: transfekcija yra procesas, kurio metu į ląsteles įvedamos nukleorūgštys, o HEK293 ląstelės yra ypač tinkamos šiam procesui. Daugiau apie šią temą paaiškinama toliau.

HEK293 vaidmuo vakcinų ir baltymų gamyboje

Vakcinų gamyboje HEK293 ląstelės buvo labai svarbios kuriant adenovirusines vakcinas. Jų gebėjimas augti suspensijos kultūrose leidžia taikyti masto keitimą, kuris yra labai svarbus siekiant patenkinti pasaulinį vakcinų poreikį. Be to, jų žmogaus kilmė suteikia pranašumą prieš kitas ląstelių linijas, nes jos gali atlikti žmogaus ląstelėms būdingas posttransliacines modifikacijas, užtikrinančias pagamintų vakcinų biologinį veiksmingumą.

HEK293 ląstelių universalumas apima sudėtingų baltymų, įskaitant monokloninius antikūnus ir biopanašius preparatus, kurie naudojami vėžio, autoimuninių ligų ir kitų susirgimų gydymui, gamybą. Jų gebėjimas tiksliai sulankstyti ir modifikuoti baltymus daro jas pageidaujamu pasirinkimu rekombinantinių baltymų gamybos pramonėje.

Kodėl HEK293 ląstelės naudojamos transfekcijai?

Transfekcija yra procesas, kurio metu į ląsteles įvedami nukleino rūgštys, o HEK293 ląstelės yra ypač tinkamos šiam procesui. Yra keletas priežasčių, kodėl HEK293 ląstelės yra pageidaujamos transfekcijai:

1. Didelis transfekcijos efektyvumas: HEK293 ląstelės pasižymi dideliu svetimų DNR įsisavinimo greičiu, o tai galima priskirti jų gebėjimui ekspresuoti tam tikrus virusinius genus, kurie palengvina DNR patekimą į ląstelę.
2. Stiprus augimas: šios ląstelės greitai auga ir jas palyginti lengva prižiūrėti, o tai yra naudinga eksperimentams, kuriems reikalingi greiti ir patikimi rezultatai.
3. Prisitaikymas: HEK293 ląstelės gali būti auginamos įvairiomis sąlygomis, įskaitant adhezyvines arba suspensines kultūras, todėl jos tinka didelio masto baltymų gamybai.
4. Žmogaus ląstelių linija: kaip žmogaus ląstelių linija, jos suteikia labiau atitinkamą biologinį kontekstą žmogaus biologijai, o tai ypač svarbu terapiniuose tyrimuose, kur žmogaus ląstelių reakcija leidžia prognozuoti in vivo rezultatus.
5. Universalumas: Jos gali gaminti baltymus su sudėtingomis posttransliacinėmis modifikacijomis – savybe, kuri yra būtina daugelio baltymų, ypač terapinių antikūnų, funkcionalumui. 

HEK293 subkultūros protokolas

Reikalingi reagentai

1. 1X fosfato buferinis fiziologinis tirpalas (PBS)
2. 10 % tripsino-PBS
3. Dulbecco modifikuota Eagle terpė (DMEM)

Procedūra

Ląstelių paruošimas

1. Patikrinkite HEK ląsteles mikroskopu, kad įsitikintumėte, jog jos yra apie 90 % konfluentinės.
2. Išvalykite darbo vietą taikydami aseptines technikas ir sterilizuokite traukos spintą UV šviesa.
3. Nuvalykite darbo vietą 70 % etanoliu.
4. Visus reagentus pašildykite 37 °C vandens vonioje.

Skaidymo frakcijos ir sėklų kiekio apskaičiavimas

1. Nustatykite dalijimo santykį, paprastai nuo 1:5 iki 1:20.
2. Apskaičiuokite pipetavimo tūrį pagal formulę: Vp = (S)(Vd).

Terpės tūriai ir padalijimo protokolai

Ląstelių kultūrai skirtingi indai reikalauja skirtingų terpės tūrių ir turi unikalias augimo zonas. Pavyzdžiui, 6-duobių plokštelės augimo plotas yra 4,67 cm^2 vienai duobei ir jai reikia apie 2,5 ml terpės, o 100 mm plokštelės augimo plotas yra 55 cm^2, todėl jai reikia 10 ml terpės. Ląstelių padalijimo procesas apima senos terpės pašalinimą, plovimą PBS, inkubavimą su Accutase, neutralizavimą DMEM, centrifugavimą, resuspendavimą naujoje terpėje ir tada sėjimą į naują plokštelę. Išsamūs žingsniai ir proporcijos kitoms talpykloms, pvz., 100 cm² kolboms ir 150 mm lėkštelėms, pateikiami originalioje šaltinyje.

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.