HepG2 ląstelės – kepenų vėžio tyrimų šaltinis

Hep-G2 yra žmogaus kepenų vėžio ląstelių linija, kilusi iš 15 metų amžiaus kaukazietiškos kilmės vyro, sergančio kepenų ląstelių karcinoma, kepenų audinio. Šios ląstelės dažnai naudojamos vaistų metabolizmo ir hepatotoksiškumo tyrimuose. Nors HepG2 ląstelės pasižymi dideliu proliferacijos greičiu ir epitelio tipo išvaizda, jos nėra tumorigeninės ir atlieka įvairias diferencijuotas kepenų funkcijas. 1975 m. mokslininkai išskyrė HepG2 ląsteles iš hepatoceliulinės karcinomos, taip sukūrę pirmąją kepenų ląstelių liniją, pasižyminčią pagrindinėmis hepatocitų savybėmis. Priešingai nei anksčiau sukurta SK-Hep1 ląstelių linija, kuriai trūksta esminių kepenų ląstelių žymenų, HepG2 ląstelės gali išskirti įvairius plazmos baltymus ir yra vertingas modelis žmogaus hepatocitų ląstelių paviršiaus sričių intraląstelinės dinamikos tyrimams. Šios ląstelės pasižymi epitelio tipo morfologija, turi 55 chromosomų skaičių ir gali būti stimuliuojamos žmogaus augimo hormonu.

HepG2 kepenų ląstelių karcinomos ląstelių apžvalga kepenų tyrimuose

HepG2 ląstelės, kilusios iš žmogaus hepatomos, tapo neįkainojama priemone kepenų funkcijų ir ligų, įskaitant hepatoceliulinę karcinomą, tyrimams. Šios kepenų ląstelių linijos suteikia įžvalgų apie žmogaus hepatocitų ląstelių reakcijas įvairiomis eksperimentinėmis sąlygomis. Luciferazės reporterinių plazmidų naudojimas HepG2 ląstelėse pasirodė ypač veiksmingas stebint genų ekspresiją ir ląstelių transfekcijas, kurios yra esminės metabolizmo tyrimuose, pavyzdžiui, etanolio poveikio kepenų ląstelėms tyrimuose.

Virusinių infekcijų ir kepenų ligų tyrimai naudojant HepG2 ląsteles

Imortalizuotos kepenų naviko ląstelių linijos, tokios kaip HepG2 ir Huh7, yra būtinos virusinių infekcijų tyrimams, nes jos demonstruoja visišką hepatito D (HDV) ląstelių ciklo replikaciją ir hepatito B (HBV) ekspresiją [5,6]. Tuo pačiu metu HepaRG ląstelių linijos atlieka svarbų vaidmenį aiškinant HBV patekimo mechanizmus [7]. HepG2 ląstelės taip pat naudojamos įvairioms žmogaus kepenų ligoms tirti – nuo genetinių sutrikimų, tokių kaip progresuojantis šeiminis intrahepatinis cholestazė (PFIC) ir Dubino-Džonsono sindromas, iki aplinkos ir mitybos tyrimų, susijusių su citotoksiniais ir genotoksiniais veiksniais, taip pat vaistų taikymo ir hepatokarcinogenezės tyrimų [8,9]. Jų naudojimas apima bandymus su bio-dirbtiniais kepenų prietaisais.

HepG2 ląstelių sąveika su biomedžiagomis audinių inžinerijoje

HepG2 ląstelių sąveika su įvairiomis biomedžiagomis yra labai svarbi audinių inžinerijoje. Tokios technikos kaip koloidinių zondų technika padeda suprasti šias sąveikas, matuojant ląstelių adhezijos savybes, kurios yra labai svarbios nustatant ląstelių gyvybingumą karkasų ir tikslių kepenų audinių modelių kūrimui.

Ląstelių elgsena ir naujovės HepG2 pagrindu sukurtuose modeliuose

Ląstelių elgesio tyrimai HepG2 pagrindu sukurtuose modeliuose yra labai svarbūs kepenų ligų tyrimams. Pažanga trimačių sferoidinių ląstelių kultūrų srityje leido sukurti HepG2 ląstelių sferoidus, kurie yra fiziologiškai tinkamesnis modelis, artimai atspindintis normalias hepatocitus. Šie 3D modeliai, pasižymintys padidėjusiu metaboliniu aktyvumu, rodo HepG2 ląstelių potencialą tarnauti kaip hepatoblastomos modelis ir yra svarbūs vėžio gydymo tyrimuose, ypač simuliuojant kepenų navikus ir bandant naujus terapinius metodus [10-12].

HepG2 palyginimas ir charakteristikos tarp kitų naviko ląstelių linijų

HepG2 yra viena iš plačiausiai naudojamų kepenų naviko ląstelių linijų, atrinkta dėl plačių taikymo galimybių moksliniuose tyrimuose iš maždaug 40 turimų kepenų naviko ląstelių linijų [13]. Nepaisant silpnos arba visai nebūdingos tam tikrų citokromo P450 fermentų ekspresijos, palyginti su normaliomis hepatocitomis, HepG2 metabolinis profilis paskatino pastangas modifikuoti ląstelių liniją, siekiant geresnių vaistų metabolizmo tyrimų [13]. Palyginti su tokiomis naviko 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 metabolizmo kelius [14].

Tyrimai kepenų ligų srityje naudojant HepG2 ląstelių liniją

HepG2 ląstelių perkėlimas į naują kultūrą

Štai penki žingsniai, kaip pašalinti prisitvirtinusias ląsteles iš ląstelių kultūros kolbų naudojant „Accutase“:

1. Išimkite terpę iš ląstelių kultūros kolbos ir nuplaukite prilipusias ląsteles naudodami PBS be kalcio ir magnio. Naudokite 3–5 ml PBS T25 kolboms ir 5–10 ml T75 kolboms.
2. Į ląstelių kultūros kolbą įpilkite „Accutase“ – 1–2 ml T25 kolbai ir 2,5 ml T75 kolbai. Įsitikinkite, kad „Accutase“ padengtų visą ląstelių sluoksnį.
3. Kolbą inkubuokite kambario temperatūroje 8–10 minučių.
4. Atsargiai resuspenduokite ląsteles terpėje, naudodami 10 ml šviežios terpės.
5. Centrifuguokite resuspenduotas ląsteles 5 minutes 300xg greičiu, resuspenduokite jas šviežioje terpėje ir išpilkite į naujus kolbelius, kuriuose yra šviežia terpė.

HepG2 ląstelių ateities perspektyvos

Siekis atskleisti visą HepG2 ląstelių linijos potencialą tęsiasi, darant novatorišką pažangą didinant citochromų ekspresiją. Tyrėjai taip pat tiria trimatės sferoidinės ląstelių kultūros galimybę, kuri siūlo fiziologiškai tinkamesnę sistemą. Metabolinė veikla, įskaitant citokromus, yra žymiai didesnė 3D sferoidiniuose HepG2 modeliuose nei 2D ląstelėse, o tai priartina mus prie modelio, atspindinčio normalias hepatocitus, sukūrimo. Be to, dinaminių procesų, lemiančių netinkamą ląstelių paviršiaus baltymų pasiskirstymą, tyrinėjimas gali padėti geriau suprasti kepenų ligas.

HepG2 ląstelės: jų vaidmuo ir ypatumai biomedicininiuose tyrimuose – dažnai užduodami klausimai

Literatūra

1. Vyas, R.C., Darroudi, F., Natarajan, A.T. Radiacijos sukeltas chromosomų lūžis ir sujungimas žmogaus limfocitų interfazės-metafazės chromosomose, 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. MDM4 slopinimas: nauja terapinė strategija P53 reaktyvavimui hepatoblastomoje. Sci. Rep. 2021, 11, 2967.
3. Hussain, S.P., Schwank, J., Staib, F., Wang, X.W., Harris, C.C. TP53 mutacijos ir hepatoceliulinė karcinoma: įžvalgos apie kepenų vėžio etiologiją ir patogenezę. Oncogene 2004.
4. Schicht, G., Seidemann, L., Haensel, R., Seehofer, D., Damm, G. Kritinis tyrimas dėl hepatomos ląstelių linijų HepG2 ir Huh7 tinkamumo naudoti kaip modelių, atspindinčių operuotino hepatoceliulinio karcinomo metabolizmą. Cancers 2022, 14(17), 4227.
5. Verrier, E.R., Colpitts, C.C., Schuster, C., Zeisel, M.B., Baumert, T.F. Ląstelių kultūros modeliai hepatito B ir D virusų infekcijos tyrimams. Viruses 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., ir kt. Tikslinis funkcinis RNR interferencijos tyrimas atskleidžia, kad glikopanas 5 yra hepatito B ir D virusų įsiskverbimo faktorius. 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. Žmogaus hepatomos ląstelių linijos infekcija hepatito B virusu. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2002, 99, 15655–15660.
8. Mersch-Sundermann, V., Knasmüller, S., Wu, X.J., Darroudi, F., Kassie, F. Žmogaus kilmės kepenų ląstelių linijos naudojimas citoprotektyvių, antigenotoksinių ir kogenotoksinių medžiagų nustatymui. Toxicology. 2004; 198(1–3): 329–340.
9. Fanelli, A. HepG2 (kepenų hepatoceliulinė karcinoma): ląstelių kultūra. HepG2. Atsižvelgta 2017 m. gruodžio 3 d.
10. Xuan, J., Chen, S., Ning, B., Tolleson, W.H., Guo, L. Citochromo P450 ekspresiją turinčių iš HepG2 gautų ląstelių kūrimas metabolizmui susijusio vaistų sukelto kepenų toksiškumo vertinimui. Physiol. Behav. 2017, 176, 139–148.
11. Ooka, M., Lynch, C., Xia, M. In vitro metabolizmo aktyvacijos taikymas didelio našumo atrankoje. Int. J. Mol. Sci. 2020, 21, 8182.
12. Huang, L., Coughtrie, M.W.H., Hsu, H. Dehidroepiandrosterono sulfotransferazės geno ekspresijos sumažėjimas žmogaus kepenų ląstelių karcinomoje. Mol. Cell. Endocrinol.
13. Zhu, Z., Hao, X., Yan, M., et al. Vėžio kamieninės/progenitorinės ląstelės yra labai gausios CD133 + CD44 + populiacijoje kepenų ląstelių karcinomoje. 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 citokromo P450 fermentų, dalyvaujančių ciamemazino metabolizme, charakteristika. Eur J Pharm Sci. 2007 gruodis;32(4-5):357-66.