HepG2 ląstelės - kepenų vėžio tyrimų šaltinis

Hep-G2 yra žmogaus kepenų vėžio ląstelių linija, gauta iš 15 metų kaukaziečio, sergančio kepenų ląstelių karcinoma, kepenų audinio. Šios ląstelės dažnai naudojamos vaistų metabolizmo ir hepatotoksiškumo tyrimuose. Nors HepG2 ląstelės pasižymi dideliu proliferacijos greičiu ir yra panašios į epitelines, jos nėra navikinės ir atlieka įvairias diferencijuotas kepenų funkcijas. 1975 m. mokslininkai HepG2 ląsteles išvedė iš hepatocelulinės karcinomos, todėl tai buvo pirmoji kepenų ląstelių linija, kuriai būdingos svarbiausios hepatocitų savybės. Priešingai nei anksčiau sukurta SK-Hep1 ląstelių linija, neturinti esminių kepenų ląstelių žymenų, HepG2 ląstelės gali išskirti įvairius plazminius baltymus ir yra vertingas modelis žmogaus hepatocitų ląstelių paviršiaus domenų viduląstelinei dinamikai tirti. Šios ląstelės pasižymi į epitelį panašia morfologija, jų modalinis chromosomų skaičius yra 55, jas galima stimuliuoti žmogaus augimo hormonu

3D medicininė animacija apie piktybinį auglį žmogaus kepenyse.

HepG2 charakteristikos

Pirminiams hepatocitams būdinga kubinė forma, paprastai juose yra du branduoliai. Priešingai, HepG2 ląstelės yra panašios į epitelio morfologiją, turi vieną branduolį, o chromosomų skaičius vienoje ląstelėje svyruoja nuo 48 iki 54. Nors HepG2 ląstelės gali sudaryti iki 25 % visų ląstelės baltymų, jų dydis yra didesnis nei įprastų hepatocitų - jos sudaro apie 10 % visų ląstelės baltymų. Ląstelių baltymai yra svarbiausi ląstelės veikėjai, atliekantys genų nurodytas funkcijas.

Vėžinėse ląstelėse, įskaitant tas, kuriose yra nenormalus chromosomų skaičius, dažnai būna padidėjęs branduolių skaičius - iki septynių vienoje ląstelėje. Dėl aukšto diferenciacijos laipsnio in vitro HepG2 ląstelės yra idealus modelis žmogaus hepatocitų viduląstelinei tulžies kanalų, sinusoidinių membranų baltymų ir lipidų apykaitai ir dinamikai tirti.

Vidutinis HepG2 ląstelės skersmuo yra apie 10-20 µm, t. y. mažesnis nei hepatocito, kurio skersmuo yra 15 µm, bet panašus į Hepatoblastomos (HB) naviko ląsteles, kurių skersmuo svyruoja nuo 10 iki 20 µm.

HepG2 genetika

Hep-G2 ląstelių linijai būdingos kelios translokacijos, įskaitant translokacijas tarp 1 ir 21 chromosomų trumpųjų rankelių, 2, 16 ir 17 chromosomų trisomijas ir 20 chromosomos tetrasomiją. Taip pat pastebimas 4q3 chromosomos srities praradimas, susijęs su translokacija t(1;4), dažnai pasitaikančia hepatoblastomoje (HB), ir kitomis chromosominėmis anomalijomis, pavyzdžiui, 2 ir 20 trisomijomis. Chromosomų skaičius HepG2 ląstelėse svyruoja nuo 50 iki 60, o tai rodo hiperdiploidinį kariotipą, o kai kuriais atvejais chromosomų skaičius viršija 100 ir joms būdingas tetraploidinis išsiplėtimas. HepG2 ląstelėse yra maždaug 7,5 pg DNR, t. y. 15 % daugiau nei vidutinėje somatinėje ląstelėje. Palyginimui, pirminiai hepatocitai yra kubo formos ląstelės ir paprastai turi du branduolius [1].

HepG2 ląstelių mutacijų profilis

HepG2 ląstelių linijoje yra TERT promotoriaus srities mutacija C228T, kuri taip pat pasireiškia hepatocelulinėje karcinomoje (HCC) ir hepatoblastomoje (HB). Ši mutacija prisideda prie vėžinių ląstelių imortalizacijos, apsaugodama telomerus. Be to, HepG2 ląstelėse aptinkamas laukinio tipo TP53 genas, kuris yra labai svarbus slopinant žmogaus vėžį, nes atlieka svarbų vaidmenį ląstelių ciklo stabdymo, apoptozės ir senėjimo procesuose. Šio geno mutacijos gali skatinti ląstelių dauginimąsi.

HepG2 ląstelės dalyvauja keliuose keliuose, įskaitant ląstelių augimo, išgyvenimo, pavyzdžiui, vaisiaus ir embriono HB, ir Wnt/β-katenino kelio sutrikimus. Be to, šiai ląstelių linijai būdinga CTNNB1 geno trečiojo egzono delecija, kuri yra identiška epitelinio tipo HB [2,3].

HepG2 ląstelės, augančios salelėse, 20x ir 10x padidinimas.

HepG2 hepatocelulinės karcinomos ląstelių apžvalga atliekant kepenų tyrimus

HepG2 ląstelės, kilusios iš žmogaus hepatomos, tapo neįkainojama priemone tiriant kepenų funkcijas ir ligas, įskaitant hepatocelulinę karcinomą. Šios kepenų ląstelių linijos leidžia susipažinti su žmogaus hepatocitų ląstelinėmis reakcijomis įvairiomis eksperimentinėmis sąlygomis. Liuciferazės reporterio plazmidžių naudojimas HepG2 ląstelėse buvo ypač veiksmingas sekant genų raišką ir ląstelių transfekcijas, kurios yra labai svarbios metaboliniuose tyrimuose, pavyzdžiui, tiriant etanolio poveikį kepenų ląstelėms

Virusinių infekcijų ir kepenų ligų tyrimai naudojant HepG2 ląsteles

Nemortizuotos kepenų navikinių ląstelių linijos, tokios kaip HepG2 ir Huh7, yra labai svarbios tiriant virusines infekcijas, nes jose demonstruojama hepatito D (HDV) visiška ląstelių ciklo replikacija ir hepatito B (HBV) raiška [5,6]. Lygiagrečiai HepaRG ląstelių linijos atlieka lemiamą vaidmenį aiškinantis HBV patekimo į organizmą mechanizmus [7]. HepG2 ląstelės taip pat naudojamos įvairioms žmogaus kepenų ligoms tirti, pradedant genetinėmis ligomis, tokiomis kaip progresuojanti šeiminė intrahepatinė cholestazė (PFIC) ir Dubino-Džonsono sindromas, baigiant aplinkos ir mitybos tyrimais, susijusiais su citotoksinėmis ir genotoksinėmis medžiagomis, taip pat vaistų taikinių ir hepatokarcinogenezės tyrimais [8,9]. Jie naudojami ir atliekant tyrimus su biologiniais dirbtinių kepenų prietaisais

HepG2 ląstelių sąveika su biomedžiagomis audinių inžinerijoje

HepG2 ląstelių sąveika su įvairiomis biomedžiagomis yra labai svarbi audinių inžinerijoje. Tokie metodai, kaip koloidinio zondo metodas, padeda suprasti šias sąveikas matuojant ląstelių sukibimo savybes, kurios yra labai svarbios nustatant ląstelių gyvybingumą kuriant karkasus ir tikslius kepenų audinio modelius

Ląstelių elgsena ir naujovės HepG2 pagrindu sukurtuose modeliuose

Ląstelių elgsenos tyrimai HepG2 pagrindu sukurtuose modeliuose yra labai svarbūs kepenų ligų tyrimams. Trimatės sferoidinių ląstelių kultūros pažanga leido sukurti HepG2 ląstelių sferoidus, kurie yra fiziologiškai tinkamesnis modelis, tiksliai atspindintis normalius hepatocitus. Šie trimačiai modeliai, pasižymintys didesniu metaboliniu aktyvumu, rodo HepG2 ląstelių potencialą būti hepatoblastomos modeliu ir yra svarbūs vėžio gydymo tyrimams, ypač imituojant kepenų navikus ir bandant naujus gydymo metodus [10-12]

HepG2 palyginimas ir savybės tarp kitų navikinių ląstelių linijų

HepG2 yra viena iš plačiausiai naudojamų kepenų naviko ląstelių linijų, pasirinkta dėl plataus pritaikymo moksliniuose tyrimuose iš maždaug 40 turimų kepenų naviko ląstelių linijų [13]. Nepaisant to, kad, palyginti su normaliais hepatocitais, HepG2 ląstelės silpnai arba visai neišreiškia tam tikrų citochromo P450 fermentų, HepG2 metabolinis profilis paskatino pastangas modifikuoti šią ląstelių liniją, kad būtų galima atlikti geresnius vaistų metabolizmo tyrimus [13]. Palyginti su tokiomis navikinių ląstelių linijomis kaip MCF7, PC3, 143B ir HEK293, HepG2 ląstelės pasižymi unikaliais aminorūgščių kiekio profiliais, kurie daro didelę įtaką baltymų sintezei ir sekrecijai, išryškindami jų unikalius medžiagų apykaitos kelius [14]

Kepenų ligų tyrimai su HepG2

HepG2 ląstelių subkultūrinimas

Toliau pateikiami penki lipnių ląstelių pašalinimo iš ląstelių kultūrų kolbų, naudojant "Accutase", žingsniai:

  1. Pašalinkite terpę iš ląstelių kultūrų kolbos ir nuplaukite prilipusias ląsteles naudodami PBS be kalcio ir magnio. T25 kolboms naudokite 3-5 ml PBS, o T75 kolboms - 5-10 ml.
  2. Į ląstelių kultūros kolbą įpilkite "Accutase": 1-2 ml į T25 kolbą ir 2,5 ml į T75 kolbą. Užtikrinkite, kad "Accutase" padengtų visą ląstelių lakštą.
  3. Inkubuokite kolbą kambario temperatūroje 8-10 minučių.
  4. Atsargiai resuspenduokite ląsteles su terpe, naudodami 10 ml šviežios terpės.
  5. Resuspenduotas ląsteles 5 minutes centrifuguokite 300xg greičiu, vėl ištirpinkite šviežioje terpėje ir išpilstykite į naujas kolbas su šviežia terpe.

HepG2 ląstelių ateities perspektyvos

Siekis atskleisti visas HepG2 ląstelių linijos galimybes tęsiasi ir toliau, nes pasiekta novatoriška pažanga didinant citochromų raišką. Mokslininkai taip pat tiria trimačių sferoidinių ląstelių kultūrų, kurios yra fiziologiškai tinkamesnė sistema, galimybę. Metabolinis aktyvumas, įskaitant citochromus, trimačiuose sferoidiniuose HepG2 modeliuose yra nepaprastai didesnis nei dvimačiuose ląstelėse, todėl priartėjome prie modelio, atspindinčio normalius hepatocitus, sukūrimo. Be to, dinaminių procesų, lemiančių neteisingą ląstelių paviršiaus baltymų pasiskirstymą, tyrimas gali atverti kelią geresniam kepenų ligų supratimui

HepG2 ląstelės: Jų vaidmens ir skirtumų supratimas biomedicininiuose tyrimuose - DUK

Nuorodos

  1. Vyas, R.C., Darroudi, F., Natarajan, A.T. Radiation-induced chromosomal breakage and rejoining in interphase-metaphase chromosomes of human lymphocytes, Mutat Res, 1991; 249(1):29-35.
  2. Woodfield, S.E., Shi, Y., Patel, R.H., Chen, Z., Shah, A.P., Srivastava, R.K., Whitlock, R.S., Ibarra, A.M., Larson, S.R., Sarabia, S.F. ir kt: Naujoji terapinė strategija, skirta P53 reaktyvuoti hepatoblastomoje. Sci. Rep. 2021, 11, 2967.
  3. Hussain, S.P., Schwank, J., Staib, F., Wang, X.W., Harris, C.C. TP53 mutacijos ir kepenų ląstelių karcinoma: įžvalgos apie kepenų vėžio etiologiją ir patogenezę. Oncogene 2004.
  4. Schicht, G., Seidemann, L., Haensel, R., Seehofer, D., Damm, G. Kritiškas hepatomos ląstelių linijų HepG2 ir Huh7, kaip rezekuojamos kepenų ląstelių karcinomos metabolinio vaizdavimo modelių, tinkamumo tyrimas. Cancers 2022, 14(17), 4227.
  5. Verrier, E.R., Colpitts, C.C., Schuster, C., Zeisel, M.B., Baumert, T.F. Cell Culture Models for the Investigation of Hepatitis B and D Virus Infection. Virusai 2016, 8, 261.
  6. Verrier, E.R., Colpitts, C.C., Bach, C., Heydmann, L., Weiss, A., Renaud, M., Durand, S.C., Habersetzer, F., Durantel, D., AbouJaoudé, G., et al. A Targeted Functional RNA Interference screen Uncovers Glypican 5 as an Entry Factor for Hepatitis B and D Viruses. Hepatology 2016, 63, 35-48.
  7. Gripon, P., Rumin, S., Urban, S., Le Seyec, J., Glaise, D., Cannie, I., Guyomard, C., Lucas, J., Trepo, C., Guguen-Guillouzo, C. Infection of a Human Hepatoma Cell Line by Hepatitis B Virus. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2002, 99, 15655-15660.
  8. Mersch-Sundermann, V., Knasmüller, S., Wu, X.J., Darroudi, F., Kassie, F. Use of a human-derived liver cell line for the detection of cytoprotective, antigenotoxic and cogenotoxic agents. Toksikologija. 2004; 198(1-3): 329-340.
  9. Fanelli, A. HepG2 (kepenų hepatocelulinė karcinoma): ląstelių kultūra. HepG2. Žiūrėta 2017 m. gruodžio 3 d.
  10. Xuan, J., Chen, S., Ning, B., Tolleson, W.H., Guo, L. Development of HepG2-Derived Cells Expressing Cytochrome P450s for Assessing Metabolism-Associated Drug-Induced Liver Toxicity. Physiol. Behavior. 2017, 176, 139-148.
  11. Ooka, M., Lynch, C., Xia, M. Application of in Vitro Metabolism Activation in High-Throughput Screening. Int. J. Mol. Sci. 2020, 21, 8182.
  12. Huang, L., Coughtrie, M.W.H., Hsu, H. Down-Regulation of Dehydroepiandrosterone Sulfotransferase Gene in Human Hepatocellular Carcinoma. Mol. Cell. Endocrinol.
  13. Zhu, Z., Hao, X., Yan, M., et al. Cancer stem/progenitor cells are highly enriched in CD133 + CD44 + population in hepatocellular carcinoma. Int J Cancer. 2010; 126:2067-2078.
  14. Arbus, C., Benyamina, A., Llorca, P.-M., Baylé, F., Bromet, N., Massiere, F., Garay, R.P., Hameg, A. Žmogaus citochromo P450 fermentų, dalyvaujančių ciamemazino metabolizme, apibūdinimas. Eur J Pharm Sci. 2007 Dec;32(4-5):357-66.

Nustatėme, kad esate kitoje šalyje arba naudojate kitą naršyklės kalbą nei šiuo metu pasirinkta. Ar norite priimti siūlomus nustatymus?

Uždaryti