NCI-H1792 — KRAS mutācijas skartā plaušu adenokarcinomas modelis onkoloģijas pētījumiem

Introduction

NCI-H1792, also known as H1792, H-1792, and NCIH1792 (Cellosaurus accession CVCL_1495), is a well-characterised human non-small cell lung cancer (NSCLC) cell line established from a lung adenocarcinoma pleural effusion. The line was generated as part of the systematic NCI lung cancer cell line programme and was catalogued in the NCI-Navy Medical Oncology Branch cell line database [1]. Carrying an oncogenic KRAS G12C mutation alongside a homozygous TP53 splice-donor mutation and a heterozygous CDKN2A nonsense mutation, NCI-H1792 recapitulates the genomic complexity of human lung adenocarcinoma. Researchers have used this model extensively to investigate KRAS signalling, apoptotic pathway regulation, mTOR biology, and responses to novel anticancer compounds. The cell line is included in flagship genomic initiatives such as the Cancer Cell Line Encyclopedia (CCLE) and the NCI RAS mutant KRAS panel, underscoring its broad utility in translational oncology.

Key Takeaways

• Origin: Derived from a pleural effusion of a lung adenocarcinoma patient; part of the NCI lung cancer cell line series.
• Key mutations: Carries oncogenic KRAS G12C (heterozygous), a homozygous TP53 splice-donor mutation, and a heterozygous CDKN2A nonsense mutation (p.Trp110Ter).
• Genomic resources: Included in the CCLE, NCI RAS mutant KRAS panel, and Cancer Dependency Map, with extensive multi-omics annotation.
• Research uses: Widely applied in studies of KRAS effector biology, apoptosis, mTOR signalling, drug resistance, and 3D tumour models.
• Adherent growth: Grows as an adherent monolayer with epithelial morphology in RPMI 1640-based medium.
• LKB1 wild-type: Retains wild-type LKB1 expression, making it a useful reference against LKB1-null NSCLC lines such as A549.

What is NCI-H1792?

NCI-H1792 was established from the pleural effusion of a 50-year-old male patient diagnosed with lung adenocarcinoma. The cell line was developed as part of the NCI-Navy Medical Oncology Branch's systematic effort, beginning in 1976, to build a comprehensively annotated bank of human cancer cell lines for use as preclinical research tools [1]. This initiative later expanded into the NCI cell line database, which has been described as a foundational resource for lung cancer biology over more than four decades [2]. The cell line displays epithelial morphology and grows as an adherent monolayer, and reported doubling times range from approximately 32 to 45 hours across published datasets, making it experimentally tractable for a wide range of assays.

At the molecular level, NCI-H1792 carries a heterozygous KRAS G12C mutation (c.34G>T), a homozygous TP53 splice-donor mutation (c.672+1G>A), and a heterozygous CDKN2A nonsense mutation (p.Trp110Ter, c.330G>A). Note that catalogue sources differ on KRAS zygosity: Cellosaurus, COSMIC, and DepMap annotate the G12C allele as heterozygous, and functional studies describing NCI-H1792 as carrying a single endogenous mutant KRAS allele support this [10], whereas some vendor documentation lists it as homozygous. The TP53 splice-site lesion was among the diverse p53 mutations catalogued across a large panel of NSCLC lines in an early characterisation study [3]. The cell line shows wild-type LKB1 expression [6] and retains intact RB-family protein expression [4], features that distinguish it from other commonly used NSCLC lines. NCI-H1792 is microsatellite-stable and is classified as European ancestry (North European 59.2%, South European 34.9%) based on genome-wide genotyping data [5].

Cell Culture Information

NCI-H1792 – low confluency

NCI-H1792 – high confluency

Advantages of NCI-H1792

NCI-H1792 occupies a unique niche among NSCLC cell lines because of its well-defined KRAS G12C mutation combined with wild-type LKB1 status and intact RB-family expression. This genetic combination makes it highly complementary to lines such as A549 Cells, which carry a different KRAS G12S allele and lack LKB1. The two lines are not isogenic — they derive from different patients — but the contrast between them has proven scientifically valuable: studies comparing LKB1 wild-type and mutant NSCLC lines have used NCI-H1792 as the wild-type reference to probe the LKB1–AMPK–mTOR signalling axis [6]. Pairing the two lines therefore provides a practical, if not genetically matched, contrast for mechanistic work on LKB1-dependent signalling.

The cell line's inclusion across multiple major multi-omics consortia — including the CCLE, the Cancer Dependency Map, and the COSMIC cell lines project — means that extensive reference datasets are publicly available. Researchers can immediately contextualise in-house drug-sensitivity, proteomic, or transcriptomic results against thousands of other cancer lines. Every batch of Cytion's NCI-H1792 Cells is released with a lot-specific Certificate of Analysis documenting STR authentication, mycoplasma testing, and post-thaw viability, so the exact figures for a given vial should be taken from the CoA supplied with that lot.

NCI-H1792 is also a validated model for three-dimensional tumour spheroid culture. The line has been shown to self-organise into structured spheroids when embedded in collagen scaffolds alongside cancer-associated fibroblasts, enabling realistic modelling of the tumour microenvironment and epithelial-to-mesenchymal transition [7]. This versatility means the line supports both classical 2D drug screening and more sophisticated 3D organotypic assays within the same laboratory workflow.

Limitations of NCI-H1792

Because NCI-H1792 was derived from a pleural effusion rather than primary tumour tissue, the biological properties of the line may reflect selection pressures associated with the metastatic microenvironment. Like all established cell lines, it lacks the stromal, immune, and vascular components present in vivo. Researchers studying tumour–stroma interactions must supplement single-line experiments with co-culture models or in vivo validation.

The homozygous TP53 splice-donor mutation in NCI-H1792 means that normal p53-dependent stress responses are absent. This limits the cell line as a model for studying wild-type p53 biology and may confound interpretation of apoptosis studies that rely on p53-mediated transcriptional activation. Investigators should be aware that drug-induced cell death in this line likely proceeds through p53-independent pathways, as demonstrated in studies examining Bcl-xL inhibition in combination with irradiation [8].

The CDKN2A lesion is a nonsense mutation (p.Trp110Ter) that truncates the p16^INK4a reading frame, so the line should not be treated as CDKN2A-proficient when designing or interpreting cell-cycle arrest experiments — particularly those involving CDK4/6 inhibition. In addition, published doubling-time estimates for NCI-H1792 differ appreciably between datasets (approximately 32.6 hours in one large-scale screen and 45 hours in another), so growth-rate-dependent assay windows, seeding densities, and endpoint timings should be established empirically in each laboratory rather than taken from a single literature value.

Pielietojumi

Osteosarkomas zāļu izstrāde un terapeitiskā skrīninga

U2OS ir galvenais modelis jaunu un pārveidotu savienojumu novērtēšanai pret osteosarkomu. Pētījumos ir izvērtēta dažādu dabisko un sintētisko vielu pretvēža aktivitāte šajā šūnu līnijā. Tika pierādīts, ka kurcīns C, I tipa ribosomu inaktivējoša proteīna no pēcdīgšanas apstrādātām Jatropha curcas sēklām, tika pierādīts, ka tas inhibē U2OS šūnu proliferāciju, izraisot ROS-mediētu apoptozi, autofāgiju un apstāšanos gan S, gan G2/M fāzē, un šis efekts tika saistīts ar JNK signālceļa aktivāciju vienlaikus ar ERK ceļa inhibīciju; ROS neitralizētājs NAC un JNK inhibitors SP600125 katrs atsevišķi vājināja šo reakciju, apstiprinot ierosināto signālu kaskādi [53]. Turpmāks pētījums parādīja, ka Curcin C lielāka iedarbība salīdzinājumā ar Curcin U2OS šūnās galvenokārt izskaidrojama ar LRP1-mediētu klatrīna atkarīgu endocitozi, kas ir pieejama Curcin C, bet ne Curcin.

Aloperīns, dabīgs alkaloīds, nomāca gan MG-63, gan U2OS osteosarkomas šūnu proliferāciju un klonogēniskumu, izraisīja apoptozi, ko apstiprināja plūsmas citometrija, un inhibēja invāziju skrāpējuma un transvela testos, samazinot MMP-2, MMP-9, PI3K un p-AKT1 ekspresijas samazināšanos [54]. Šis pētījums izcēla vairākus konverģējošus ceļus, caur kuriem dabiskie alkaloīdi var vienlaikus traucēt augšanu un metastāzēšanas potenciālu. Neatkarīgi no tā tika pierādīts, ka dabīgais saldinātāja metabolīts steviols inhibē U2OS šūnu proliferāciju devas un laika atkarīgā veidā, turklāt mehānistiskā izpēte atklāja šūnu cikla apstāšanos G1 fāzē un mitohondriālo apoptozes ceļu, ko norādīja palielināts Bax/Bcl-2 attiecības rādītājs [55] — šie rezultāti liecina, ka dabiskie metabolīti ir piemēroti kā kandidāti osteosarkomas ķīmiskās profilakses pētījumiem.

Tanīnskābe pastiprināja cisplatīna citotoksisko iedarbību U2OS šūnās, taču mijiedarbība izrādījās ļoti atkarīga no proporcijas: sinerģija tika novērota pie tanīnskābes un cisplatīna attiecībām 90:10 un 85:15, savukārt attiecībās 75:25 un 50:50 tika novērota antagonistiska iedarbība, un tanīnskābe pati par sevi būtiski neinhibēja normālos hFOB 1.19 osteoblastus [56]. Tādējādi jebkura uz polifenoliem balstīta sensibilizācijas stratēģija ir atkarīga no rūpīgas devu attiecības optimizācijas, nevis vienkāršas vienlaicīgas lietošanas. Gāļskābe līdzīgi pastiprināja olapariba izraisīto šūnu nāvi un mazināja iegūto rezistenci pret olaparibu U2OS šūnās un olaparibam rezistentā atvasinājumā (U2OS-PIR), inhibējot angiogēnēzi un modulējot cPARP, Bcl-2 un Bax [57], paplašinot dabisko savienojumu kombināciju klāstu, kas piemērojamas osteosarkomas ārstēšanas pētījumos. Tika pierādīts, ka lenvatinibs, apstiprināts daudzkināžu inhibitors, izraisa ar ferroptozi saistītas izmaiņas U2OS un 143B šūnās, darbojoties caur p-STAT3/p53/xCT asi, atklājot jaunu mehānismu, ar kura palīdzību šis līdzeklis var kavēt osteosarkomas progresēšanu, pārsniedzot tā kanonisko angiogēnēzes inhibējošo lomu [19]. Uz dabiskajām killer šūnām balstītā imūnterapija tika novērtēta pret virkni osteosarkomas šūnu līniju, tostarp U2OS, kur NKG2D liganda ekspresija korelēja ar NK šūnu mediēto iznīcināšanas efektivitāti, bet aerosola interleikīns-2 in vivo uzlaboja orgānu-specifisko NK šūnu aktivitāti [20].

Plašāks sarkomu zāļu skrīnings, kas aptvēra 63 cilvēka šūnu līnijas un vairāk nekā 400 onkoloģiskos savienojumus, dokumentēja U2OS zāļu jutības profilus kopā ar gēnu un mikroRNS ekspresijas datiem, nodrošinot bagātīgu farmakogenomisko atsauci šajā jomā [21]. Vēsturiskajā projektā „Cancer Cell Line Encyclopedia” tika integrēti gēnu ekspresijas, kopiju skaita un sekvencēšanas dati no gandrīz 950 šūnu līnijām, tostarp U2OS, un tie tika korelēti ar zāļu jutības profiliem, lai identificētu reakcijas prognostiskos biomarķierus [15]. Turpmākajā farmakogenomikas pārskata pētījumā tika kartētas zāļu jutības saistības ar vēža izraisītām izmaiņām vairāk nekā 1000 anotētās šūnu līnijās, tādējādi vēl plašāk kontekstualizējot U2OS reakcijas onkoloģijas jomā [22].

miR-16-1-3p/MDM2/p53 ass ir izrādījusies par svarīgu TGF-β1 signālu izvades regulētāju osteosarkomā. Xue et al. pierādīja, ka miR-16-1-3p pārmērīga ekspresija ievērojami samazināja U2OS šūnu proliferatīvo un klonogēno potenciālu, savukārt tās kombinācija ar TGF-β terapiju būtiski pastiprināja G1 fāzes apstāšanos un gandrīz pilnībā likvidēja audzēja augšanas spēju [23]. Tajā pašā pētījumā tika parādīts, ka miR-16-1-3p inhibēja TGF-β izraisīto aktīna pārveidošanos un ar epitēlija-mezenhīmas pāreju saistītās izmaiņas, un ka to vienlaicīga lietošana palielināja jutību pret cisplatīnu savvaļas tipa U2OS šūnās un samazināja audzēja mezglu tilpumu un metastāzes cāļu horioallantoiskās membrānas modelī, sniedzot mehānisku ieskatu tajā, kā šī mikroRNA nomāc TGF-β signālceļa pro-metastātisko daļu. Tika pierādīts, ka no osteoblastiem atvasinātās ekstracelulārās vezikulas (OB-EV) maina osteosarkomas šūnu uzvedību atkarībā no šūnu līnijas: U2OS šūnās tās samazināja metabolisko aktivitāti (1,30 reizes) un proliferāciju (1,70 reizes), vienlaikus palielinot apoptozi (1,15 reizes), savukārt MG-63 šūnu proliferācija palielinājās 4,9 reizes. Papildus tika veikta transkriptomiskā profilēšana MNNG/HOS šūnās, kurās tika konstatēta 296 gēnu diferenciāla ekspresija, un autori ierosina miRNA transportu kā potenciāli iesaistošu mehānismu, kam vēl nepieciešama funkcionāla validācija [24]. Metabolisma pārprogrammēšana osteosarkomā tika pētīta, izmantojot vienšūnu transkriptomiku, identificējot stanniokalcīnu-2 (STC2) kā galveno glikolīzes regulatoru, kura funkcija tika apstiprināta MG-63 un U2OS šūnās, izmantojot Seahorse ekstracelulārā plūsmas analīzi [25].

DNS reparācija, šūnu cikla regulācija un reakcija uz DNS bojājumiem

U2OS ir viens no visplašāk izmantotajiem modeļiem DNS remonta pētījumos, galvenokārt tāpēc, ka tā savvaļas tipa p53 fons ļauj izpētīt pilnu p53-atkarīgo bojājumu reakciju spektru. Ģenoma mēroga pētījumā tika kartēts U2OS šūnu cikla regulētais transkriptoms, identificējot 2 140 periodiski ekspresētus transkriptus, kas atbilst 1 871 unikālam gēnam vairākos sinhronos šūnu ciklos [52]. Apvienojot G2/M transkripcijas faktora FOXM1 ChIP-seq datus ar iepriekš publicētajiem E2F1, E2F4, E2F6, GABPA un DREAM kompleksa, autori parādīja, ka FOXM1 spēcīgi aktivizē G2/M fāzes gēnu promotorus un tikai vāji aktivizē tos, kas tiek inducēti S fāzē, kā arī to, ka U2OS un HeLa kopīgajam šūnu cikla gēnu kodolam piesaistās vairāki šūnu cikla transkripcijas faktori. Šis datu kopums nostiprināja U2OS kā otro, neatkarīgi raksturotu cilvēka modeli šūnu cikla transkriptoma kartēšanai, un tas joprojām ir plaši izmantots atsauces avots cilvēka šūnu dalīšanās cikla gēnu regulācijas pētījumos.

Funkcijas pastiprināšanas mutācijas PPM1D/Wip1 — fosfatāzē, kas inaktivē p53 — rada C-termināli saīsinātu, hiperaktīvu Wip1 un traucē p53-atkarīgo G1 kontrolpunktu pēc DNS bojājuma; U2OS heterozigoti nes šādu saīsināto alēli (p.Arg458Ter) [7] [61]. Tas padara U2OS par noderīgu modeli, lai pētītu, kā Wip1 saīsinājumi nodrošina selektīvu augšanas priekšrocību, vājinot DNS bojājumu reakciju. DNS bojājumu reakcijas variabilitāte atsevišķās šūnās tika kvantificēta U2OS šūnās, kas tika pakļautas 2 Gy fotonu starojumam; salīdzinot 53BP1 un γH2AX fokusus divkodolu šūnu māsas kodolos, Płódowska un kolēģi pierādīja, ka DNS bojājumu izlīdzināšanas fokusu veidošanās procesā pastāv stohastisks troksnis starp šūnām, kas pārklājas ar nejauši izkliedētiem DNS bojājumiem, un šis troksnis veido 28 % no kopējās variabilitātes 53BP1 fokusu gadījumā un 50 % — γH2AX fokusu gadījumā [26]. Māsu hromatīdu apmaiņas analīze mīksto audu sarkomu šūnu līnijās, tostarp izmantojot U2OS salīdzinājuma šūnas, apstiprināja, ka endogēnā γH2AX veidošanās korelē ar genomisko nestabilitāti un var prognozēt reakciju uz DNS bojājošām ārstēšanām [27].

U2OS šūnas tika izmantotas, lai pētītu somatisko CAG atkārtojumu paplašināšanos Hantingtona slimībā. Ģenētiska MSH3 Y245/K246 IDL saistīšanās kabatas ģenētiskais traucējums ievērojami samazināja DNS mijiedarbību un apturēja atkārtojumu paplašināšanos U2OS līnijā, kas ekspresē mutēto HTT eksonu 1, savukārt šīs pašas vietas farmakoloģiska blokāde samazināja atkārtojumu paplašināšanos U2OS šūnās un, kas ir svarīgi, arī palēnināja paplašināšanos vidēji smailiem neironiem, kas iegūti no Hantingtona slimības pacientu iPSC [28]. U2OS DR-GFP atvasinājuma līnija ir plaši izmantota homoloģiskās rekombinācijas reparācijas testos, un ir izveidoti vairāki knockout atvasinājumi — tostarp RAD52, TBK1 un OPTN knockout —, lai izpētītu konkrētas reparācijas ceļa sastāvdaļas; visi tie ir katalogizēti kā CVCL_0042 apakšieraksti [61]. TSC2 audzēja supresors tika identificēts kā stresa granulu supresors; priekšpublicējumā, kurā ziņots par šo darbu, siRNA-mediēta TSC2 daļēja samazināšana U2OS šūnās neizraisīja spontānu stresa granulu veidošanos, atšķirībā no pilnīgas zuduma novērošanas peles embrionālajos fibroblastos, tādējādi nosakot TSC2 kā sliekšņa atkarīgu stresa granulu veidošanās regulatoru [29]. Ģenoma mēroga skrīningos, kuros vēža šūnu līniju panelos tika meklētas homozigotiskas delēcijas un polaritātes kompleksa gēnu traucējumi, tika iekļauti arī U2OS dati, kas palīdzēja identificēt recesīvus vēža gēnus un trauslo vietu pazīmes [30] [31].

Cirkadiāna bioloģija un gēnu regulācija

U2OS ir kļuvušas par vadošo modeli zīdītāju cirkadiāno ritmu pētījumos. Šīs šūnas izrāda stabilus, pašpietiekamus cirkadiānos ritmus un tiek regulāri izmantotas kopā ar pulksteņa gēnu luciferāzes reporteriem reāllaika luminometrijai. Burke un kolēģi izmantoja U2OS šūnas, kas ekspresē pulksteņa gēnu luciferāzes reporterus, lai parādītu, ka kofeīns pagarina cirkadiāno periodu devas atkarīgā veidā, un, izmantojot farmakoloģisko analīzi un siRNA nomākšanu, noskaidroja, ka šo efektu nosaka adenozīna receptoru signālu pārraide — nevis rianodīna receptoru vai fosfodiesterāzes aktivitāte [59]. Tā pati sistēma atbalsta ķīmisko skrīningu lielā mērogā: augstas caurlaidspējas skrīnings ar esošajiem medikamentiem U2OS šūnās atklāja, ka aptuveni 5 % no tiem mainīja cirkadiāno periodu, identificējot dehidroepiandrosteronu kā periodu saīsinājošu savienojumu un norādot uz ABL1, ABL2 un BCR kināzes lomu perioda regulācijā [60]. Šīs īpašības ir plaši izmantotas, lai raksturotu molekulāros mehānismus, kas regulē galveno BMAL1/CLOCK transkripcijas–translācijas atgriezeniskās saites ciklu un tā mijiedarbību ar onkogēnajiem signālceļiem.

Nesenā priekšizdevumā tika pētīta c-MYC endogēnā cirkadiāna daba U2OS šūnās. Izveidojot c-MYC reporteru un salīdzinot tā svārstību fāzi ar BMAL1 un PER2 reporteriem, Kalyanaraman u.c. ziņoja, ka c-MYC promotors ritmiski svārstās U2OS šūnās — šūnu līnijā ar iedzimti zemu MYC līmeni — un svārstās fāzes nobīdē attiecībā pret galvenajām bioloģiskā pulksteņa sastāvdaļām [32]. Uz šiem atklājumiem balstīts skaitļošanas modelis liecināja, ka MYC darbojas kā bioloģiskā pulksteņa traucētājs, kura darbības laiks samazina tā negatīvo ietekmi uz cirkadiāno ritmu — šis atklājums ir nozīmīgs, lai izprastu, kā onkogēnā MYC pārmērīgā ekspresija traucē cirkadiāno fizioloģiju. Tā kā šis darbs ir priekšizdevums, tas vēl nav izgājis recenzēšanu. Tomēr tas ilustrē U2OS piemērotību vienlaicīgai onkogēna funkcijas un cirkadiānas regulācijas izpētei.

U2OS ir telomerāzes negatīva šūnu līnija, kas savas telomēras uztur, izmantojot alternatīvo telomēru pagarināšanu (ALT) — rekombinācijas balstītu mehānismu, ko pirmo reizi dokumentēja Bryan et al. [58] daļā audzēju un no tiem atvasinātu šūnu līniju. Tādējādi šī līnija ir kļuvusi par standarta modeli ALT pētījumiem — mehānismam, kas ir aktīvs daļā vēža veidu, tostarp osteosarkomās. Šo līniju bieži izmanto arī pētījumos par histonu modifikāciju dinamiku, kodola arhitektūru un hromatīna organizāciju, izmantojot tās lielos kodolus un optisko izpētes iespējas. Ar fluorescenci marķēti histonu un kodola poru atvasinājumi — tostarp U2OS EGFP-H2B un vairākas no U2OS atvasinātas CRISPR marķētas NUP96 līnijas — ir ļāvuši veikt hromatīna un kodola transporta procesu kvantitatīvu attēlveidošanu ar augstu telpisko izšķirtspēju [61].

Endocitoze un intracelulārā transportēšana

U2OS ir kļuvis par standarta modeli klatrīna mediētas endocitozes (CME) un dinamina GTPāzes aktivitātes pētīšanai, pateicoties tā spēcīgajai receptoru internalizācijas aktivitātei un piemērotībai kvantitatīviem, uz fluorescenci balstītiem CME testiem, kas mēra transferīna-Alexa594 uzsūkšanos. Virkne sulfonadīna savienojumu — arilsulfonamīdi, kas iegūti no dansilkadaverīna analogiem — tika raksturoti kā GTP-konkurējoši dinamīna I un dinamīna II inhibitori, izmantojot U2OS šūnas kā primāro CME analīzes platformu [33]. Michaelis-Menten kinētiskā analīze šajā sistēmā apstiprināja inhibīcijas mehānismu, un spēcīgākais analogs dzīvnieku modeļos parādīja arī pretepilepsijas aktivitāti, tādējādi pozicionējot uz U2OS balstītos CME testus kā translacionālu rīku neiroloģisko zāļu atklāšanai.

Atsevišķi tika novērtēta jūras izcelsmes hidroksihinona seskviterpēna bolinahinona un saistīto naftohinona analogu CME inhibējošā aktivitāte U2OS šūnās, un, izmantojot blīvuma funkcionālās teorijas vadītu strukturālo optimizāciju, tika iegūti analogi ar ievērojami uzlabotu iedarbīgumu gan pret dinamīna GTPāzi, gan CME [34]. Šie pētījumi ilustrē, kā uz U2OS balstītie CME testi kalpo kā jutīga un reproducējama platforma endocitozes inhibitoru struktūras-aktivitātes attiecību pētījumiem. Šīs šūnu līnijas konsekventā receptoru ekspresija un paredzamā internalizācijas kinētika padara to par vēlamo šūnu sistēmu šīs klases pētījumiem.

Pēc uzsūkšanās šūnās antisense oligonukleotīdu (ASO) liktenis tika izsekots U2OS šūnās, izmantojot dzīvo šūnu mikroskopiju, ratiometriskos pH mērījumus un trīsdimensiju fokusa jonu staru skenējošo elektronu mikroskopiju. Priekšizdevumā, kurā aprakstīts šis darbs, Sitarska un kolēģi parādīja, ka pat apstākļos, kad mērķa RNS daudzums samazinājās par vairāk nekā 90 %, mazāk nekā 4 % no internalizētajiem ASO sasniedza kodolu un ka ASO uzkrājās vēlajos endosomos, endolizosomos un lizosomos, kur tie izraisīja lumīnālo neitralizāciju bez galektīna-3 piesaistīšanas vai ierobežojošās membrānas plīsumiem [35]. Autori izvirza hipotēzi, ka produktīva izkļūšana notiek agrāk endocitozes procesā, visticamāk, agrīnajos vai recirkulācijas endosomos. U2OS šūnas tika izmantotas arī GLP-1R aktivācijas testā — U2OS šūnu līnija, kas ekspresē cAMP jutīgus Nomad biosensorus —, lai novērtētu fosfolipīdu formā formulēta bergamotes ekstrakta ietekmi uz vielmaiņu, tādējādi pierādot šīs līnijas lietderību kā inženierijas ceļā izveidotu receptoru ekspresijas platformu dabisko vielu farmakoloģijā [36]. Mitohondriālās DNS mutāciju pētīšanai paredzētā hibrīda tehnoloģija tika pilnveidota, validējot nesen izstrādātos HCT116, HT1080 un U2OS atvasinājumus bez mtDNS (ρ0) kā saņēmējšūnu līnijas transmitohondriālo hibrīdu radīšanai [37].

Proteomikas, genomikas un multiomikas platformas

U2OS ir bijusi galvenā references šūnu līnija liela mēroga proteomikas iniciatīvās. Pirmo specializēto U2OS proteoma profilu izveidoja Niforou et al., izmantojot divdimensiju gēla elektroforēzi, kas savienota ar MALDI masu spektrometriju: no diviem 2-DE gēliem tika izgriezti un analizēti aptuveni 3000 plankumi, kas ļāva identificēt 237 atšķirīgus gēnu produktus, tostarp 11 protoonkogēnus, kas saistīti ar šīs līnijas vēža stāvokli [16]. Turpmākie uz masu spektrometriju balstītie pētījumi kvantificēja šīs līnijas absolūto proteomu interfāzē un mitozi — publikācijā aprakstīta kā plaši izmantota cilvēka šūnu līnija un Cellosaurus datu bāzē piešķirta U2OS —, parādot vismaz aptuveni 10 000 proteīnu ekspresiju, kuru daudzums šūnās svārstās septiņās lieluma kārtās, līdz pat 20 miljoniem kopiju uz vienu šūnu [38] [61]. Salīdzinošā proteomika vienpadsmit izplatītām šūnu līnijām parādīja, ka U2OS kopīgiem pamatelementiem ir vispārēji ekspresēti proteīni, vienlaikus funkcionālajās apakšgrupās parādot šūnu tipam raksturīgas variācijas [39].

Liela mēroga šūnu virsmas proteomikas pētījumos, izmantojot „Cell Surface Capture“ tehnoloģiju, tika katalogizēts U2OS virsmas proteomu kopā ar 40 citiem cilvēka šūnu tipiem (kopā 41 cilvēka un 31 peles šūnu tips), nodrošinot resursu farmakoloģiski pieejamu virsmas mērķmolekulu identificēšanai [40]. HLA tipizēšanas un neoepitopu prognozēšanas pētījumos tika iekļauta U2OS līnija, lai atbalstītu vēža imūnterapijas mērķmolekulu izstrādi [41] [42]. Vairāk nekā 650 vēža šūnu līniju raksturošana, izmantojot reversās fāzes proteīnu masīvu, ietvēra arī U2OS, pierādot, ka fosfoproteomikas dati sniedz prognozēšanas iespējas attiecībā uz jutību pret zālēm, kas pārsniedz tās, kuras ir pieejamas, izmantojot tikai mRNA mērījumus [43]. Visa veida vēža proteomikas karte, kas aptver 949 šūnu līnijas, turklāt integrēja U2OS proteomikas datus ar CRISPR būtiskuma skrīningiem un zāļu reakcijas datiem, atklājot tūkstošiem proteīnu biomarķieru, kas liecina par vēža neaizsargātību [44].

675 vēža šūnu līniju transkriptoma mēroga raksturošana, izmantojot RNS sekvencēšanu, katalogizēja gēnu fūzijas, mutāciju raksturzīmes un necilvēcisko sekvenču ekspresiju U2OS [45]. Nākamās paaudzes CCLE raksturošana paplašināja profilēšanu, iekļaujot DNS metilāciju, histonu modifikācijas, mikroRNS ekspresiju un RNS sašūšanas datus 1072 līnijās, kur U2OS līnija veicināja zāļu reakciju pamatā esošo molekulāro īpašību integrēto analīzi [46]. CCLE paneļa kvantitatīvā proteomika identificēja signālceļu regulācijas traucējumus proteīnu līmenī, kas nebija redzami, balstoties tikai uz genomikas vai transkriptomikas datiem [47]. „Cell Painting” metode, apvienota ar termisko proteoma profilēšanu U2OS šūnās, parādīja spēcīgu stratēģiju zāļu darbības mehānisma secināšanai, integrējot morfoloģisko profilēšanu ar objektīvu proteīnu mērķmolekulu noteikšanu [17]. U2OS proteomikas datu kopām tiek veikta arī viroma līmeņa kvalitātes kontrole: kā vispārējs skrīninga posms tika izstrādāta ksenoproteomikas darba plūsma vīrusu proteīnu nemērķtiecīgai noteikšanai proteomikas datos, un autori iesaka pirms publikācijas katru šūnu proteoma datu kopu pārbaudīt uz necilvēka proteīnu klātbūtni [48]. Osteosarkomas integratīvā epigenomiskā analīze, kurā tika iekļautas U2OS šūnas, identificēja 350 gēnus ar saskanīgām ģenētiskām un epigenētiskām novirzēm, tādējādi padziļinot izpratni par regulatīvo vidi, kas nosaka kaulu audzēju progresēšanu [49]. Proteīnu ekspresija šūnu mikromaizītēs tika novērtēta arī, izmantojot U2OS šūnas, kas iegultas agarozes matricās, kas ļāva vienlaikus veikt vairāku šūnu līniju profilēšanu audu mikromaizīšu formātā [50]. U2OS šūnu agrīnās marķieru reakcijas uz hialuronskābes pārklāta ksenogēnā kaulu transplantāta ekstraktiem tika raksturotas ar qRT-PCR: RUNX2 ekspresija bija paaugstināta 2,61 reizes (p = 0,01), savukārt attiecībā uz COL1A1 netika novērota nozīmīga ietekme, un novērotās atšķirības metaboliskajā aktivitātē pēc FDR korekcijas vairs nebija nozīmīgas [51]. Autori šo pētījumu raksturo kā izpētes rakstura un aicina veikt validāciju primārajās šūnās un in vivo modeļos.

Secinājums

U2OS (CVCL_0042) ir ārkārtīgi daudzpusīga cilvēka osteosarkomas šūnu līnija, kas ir veicinājusi fundamentālus sasniegumus pētījumos par kaulu neoplazmām, DNS reparācijas bioloģijā, cirkadiāno ritmu zinātnē, endocitozes farmakoloģijā un liela mēroga omikas profilēšanā. Tās savvaļas tipa TP53 fons, adhezīvā epitēlija morfoloģija, ātrs dubultošanās laiks un padziļināta daudzomikas raksturošana padara to par izcilu eksperimentālo modeli. Sākot no agrīnajiem HLA tipizācijas pētījumiem līdz mūsdienu CRISPR balstītajiem funkcionālajiem skrīningiem un zāļu profilēšanai ar „Cell Painting” metodi, U2OS ir nepārtraukti pielāgojusies biomedicīniskās pētniecības kopienas vajadzībām. Pētniekiem, kuri meklē uzticamu, plaši dokumentētu modeli osteosarkomas bioloģijas, šūnu cikla regulācijas, DNS bojājumu reakcijas vai augstas caurlaidspējas savienojumu skrīninga pētījumiem, U2OS būs neaizstājams rīks. Iepazīstieties ar pilnīgajām specifikācijām vai pasūtiet U2OS šūnas tieši vietnē cytion.com.

Galvenās publikācijas

1. Pontén J, Saksela E (1967) Divas izveidotas in vitro šūnu līnijas no cilvēka mezenhīmālajiem audzējiem. International journal of cancer. PMID: 6081590
2. Fogh J (1986) Cilvēka audzēju līnijas vēža pētniecībai. Vēža izpēte. PMID: 3518877
3. Fogh J, Wright WC, Loveless JD (1977) HeLa šūnu piesārņojuma neesamība 169 cilvēka audzēju izcelsmes šūnu līnijās. Nacionālā vēža institūta žurnāls. PMID: 833871
4. Espmark JA, Ahlqvist-Roth L, Särne L (1978) Kultivēto šūnu audu tipizācija. III. Apstiprinātu cilvēka šūnu līniju HLA antigēni. Audu antigēni. PMID: 77569
5. Pollack MS, Heagney SD, Livingston PO (1981) HLA-A, B, C un DR aloantigēnu ekspresija četrdesmit sešās kultivētās cilvēka audzēju šūnu līnijās. Nacionālā Vēža institūta žurnāls. PMID: 7017212
6. Pautke C, Schieker M, Tischer T (2004) Osteosarkomas šūnu līniju MG-63, Saos-2 un U-2 OS raksturojums salīdzinājumā ar cilvēka osteoblastiem. Vēža pētījumi. PMID: 15736406
7. Kleiblova P, Shaltiel IA, Benada J (2013) PPM1D/Wip1 funkcijas pastiprināšanas mutācijas traucē p53-atkarīgo G1 kontroles punktu. Šūnu bioloģijas žurnāls. PMID: 23649806
8. Ozaki T, Neumann T, Wai D (2003) Hromosomu izmaiņas osteosarkomas šūnu līnijās, kas atklātas, izmantojot salīdzinošo genomisko hibridizāciju un daudzkrāsu kariotipēšanu. Vēža ģenētika un citogenētika. PMID: 12645653
9. Selvarajah S, Yoshimoto M, Maire G (2007) Slēpto mikroaberāciju identificēšana osteosarkomā, izmantojot augstas izšķirtspējas oligonukleotīdu masīva salīdzinošo genomisko hibridizāciju. „Cancer genetics and cytogenetics”. PMID: 17981215
10. Ottaviano L, Schaefer KL, Gajewski M (2010) Kaulu audzēju pētījumos bieži izmantoto šūnu līniju molekulārā raksturošana: Eiropas mēroga EuroBoNet iniciatīva. Gēni, hromosomas un vēzis. PMID: 19787792
11. Masuda H, Miller C, Koeffler HP (1987) p53 gēna pārkārtojumi cilvēka osteogēnajās sarkomās. Amerikas Savienoto Valstu Nacionālās zinātņu akadēmijas raksti. PMID: 2823272
12. Diller L, Kassel J, Nelson CE (1990) p53 darbojas kā šūnu cikla kontroles proteīns osteosarkomās. Molekulārā un šūnu bioloģija. PMID: 2233717
13. Mohseny AB, Machado I, Cai Y (2011) Osteosarkomu šūnu līniju funkcionālā raksturošana nodrošina reprezentatīvus modeļus cilvēka slimības izpētei. Laboratorijas izpēte; žurnāls par tehniskajām metodēm un patoloģiju. PMID: 21519327
14. Müller CR, Paulsen EB, Noordhuis P (2007) Liposarkomu ārstēšanas potenciāls ar MDM2 antagonistu Nutlin-3A. Starptautiskais vēža žurnāls. PMID: 17354236
15. Barretina J, Caponigro G, Stransky N (2012) Vēža šūnu līniju enciklopēdija ļauj veikt pretvēža zāļu jutības prognozējošo modelēšanu. Nature. PMID: 22460905
16. Niforou KM, Anagnostopoulos AK, Vougas K (2008) Cilvēka osteosarkomas U2OS šūnu līnijas proteoma profils. Vēža genomika un proteomika. PMID: 18359981
17. Johansson C, Johansson M, Kasi PB (2026) Šūnu krāsošana un termiskā proteoma profilēšana zāļu mērķmolekulu un darbības mehānisma noteikšanai. Molecular systems biology. PMID: 42141265
18. Yu M, Selvaraj SK, Liang-Chu MM (2015) Resurss šūnu līniju autentifikācijai, anotēšanai un kvalitātes kontrolei. Nature. PMID: 25877200
19. Yang C, Ma Y, Shen W (2026) Lenvatinib izraisa ar ferroptozi saistītas izmaiņas osteosarkomas šūnās, iesaistot p-STAT3/p53/xCT asi. Frontiers in oncology. PMID: 42294277
20. Guma SR, Lee DA, Yu L (2014) Dabisko slepkavju šūnu terapija un aerosola interleikīns-2 osteosarkomas plaušu metastāžu ārstēšanai. Pediatric blood & cancer. PMID: 24136885
21. Teicher BA, Polley E, Kunkel M (2015) Onkoloģisko zāļu un pētniecības līdzekļu skrīnings sarkomu šūnu līnijās identificē modeļus, kas saistīti ar gēnu un mikroRNA ekspresiju. Molecular Cancer Therapeutics. PMID: 26351324
22. Iorio F, Knijnenburg TA, Vis DJ (2016) Vēža farmakogenomisko mijiedarbību pārskats. Cell. PMID: 27397505
23. Xue W, Wang Y, Smirnova AV (2026) miR-16-1-3p nomāc proliferāciju un invazivitāti caur MDM2-p53 asi TGF-β1 signālceļā osteosarkomā. Molekulārā terapija. Onkoloģija. PMID: 42318056
24. Giacchi L, Ucci A, Zelli V (2026) No osteoblastiem atvasināto ekstracelulāro vezikulu ietekme uz osteosarkomas šūnu transkripcijas profilu: pārnesto miRNA loma. Biomedicines. PMID: 42193365
25. Hu X, Wang Q, Lin S (2026) Vienšūnu transkriptomika atklāj glikolītisko heterogenitāti un identificē STC2 kā galveno metabolisma pārprogrammēšanas regulētāju osteosarkomā. Molekulārā un šūnu bioķīmija. PMID: 42166004
26. Płódowska M, Drzazga D, Węgierek-Ciuk A (2026) Fotonu starojumam pakļauto atsevišķu cilvēka šūnu DNS bojājumu reakcijas variāciju novērtēšana. Starojuma un vides biofizika. PMID: 42301301
27. Salawu A, Wright K, Al-Kathiri A (2018) Māsu hromatīdu apmaiņa un genomiskā nestabilitāte mīksto audu sarkomās: iespējamās sekas attiecībā uz reakciju uz DNS bojājošām ārstēšanām. Sarkoma. PMID: 29853780
28. Goold R, Donaldson J, Gidney F (2026) MSH3 Y245/K246 IDL saistīšanās kabatas ģenētiska vai farmakoloģiska traucēšana palēnina CAG atkārtojumu paplašināšanos. NAR molekulārā medicīna. PMID: 42317610
29. Ma Y, Farny NG (2026) TSC2 ir stresa granulu supresors. bioRxiv. Priekšizdevums — nav recenzēts. PMID: 42239325
30. Bignell GR, Greenman CD, Davies H (2010) Mutāciju un selekcijas pazīmes vēža genomā. Nature. PMID: 20164919
31. Rothenberg SM, Mohapatra G, Rivera MN (2010) Genomiskais skrīnings mikrodelēciju noteikšanai atklāj polaritātes kompleksa gēnu traucējumus dažādos cilvēka vēža veidos. Cancer research. PMID: 20215515
32. Kalyanaraman B, Ganesh D, Kunte VA (2026) c-MYC tiek transkribēts cirkadiāni un darbojas kā bioloģiskā pulksteņa traucētājs, kura darbības laiks samazina tā ietekmi. bioRxiv. Priekšizdevums — nav recenzēts. PMID: 42244582
33. Jones NC, Robertson MJ, Odell LR (2026) Sulfonadīna savienojumi: arilsulfonamīdu klase, kas inhibē dinaminu GTPāzi un klatrīna mediētu endocitozi un dzīvnieku modeļos darbojas kā pretepilepsijas līdzekļi. ACS ķīmiskā bioloģija. PMID: 42313002
34. O'Brien NS, Ghods A, Xue J (2025) No bolinahinona, jūras hidroksihinona seskviterpēna, līdz naftohinoniem ar klatrīna inhibējošu iedarbību. RSC Medicinal Chemistry. PMID: 41884311
35. Sitarska E, Saminathan A, Scanavachi G (2026) „Neapvalkoti antisense oligonukleotīdi paliek endolizosomāli izolēti, neskatoties uz inducētu membrānas bojājumu.” bioRxiv. Priekšizdevums — nav recenzēts. PMID: 42182263
36. Khan A, Mella RM, Villacé P (2026) Ilgtspējīga, standartizēta, fosfolipīdu formā izstrādāta bergamotes ekstrakta GLP-1R-saistītās aktivitātes in vitro novērtējums. Biomedicines. PMID: 42193436
37. Weaver L, Alexeyev MF (2026) Uzlabota metode transmitohondriālo hibrīdu radīšanai. Cells. PMID: 42193905
38. Beck M, Schmidt A, Malmstroem J (2011) Cilvēka šūnu līnijas kvantitatīvais proteoms. Molecular systems biology. PMID: 22068332
39. Geiger T, Wehner A, Schaab C (2012) Vienpadsmit izplatītu šūnu līniju salīdzinošā proteomiskā analīze atklāj, ka lielākā daļa proteīnu tiek ekspresēti visur, taču to ekspresijas līmenis ir atšķirīgs. Molecular & cellular proteomics. PMID: 22278370
40. Bausch-Fluck D, Hofmann A, Bock T (2015) Ar masu spektrometriju iegūts šūnu virsmas proteīnu atlants. PloS one. PMID: 25894527
41. Boegel S, Löwer M, Bukur T (2014) Cilvēka vēža šūnu līniju HLA tipu, HLA ekspresijas un neoepitopu kandidātu katalogs. Oncoimmunology. PMID: 25960936
42. Scholtalbers J, Boegel S, Bukur T (2015) TCLP: tiešsaistes vēža šūnu līniju katalogs, kurā apvienoti HLA tipi, prognozētie neoepitopi, vīrusi un gēnu ekspresija. Genome medicine. PMID: 26589293
43. Li J, Zhao W, Akbani R (2017) Cilvēka vēža šūnu līniju raksturošana, izmantojot reversfāzes proteīnu masīvus. Cancer cell. PMID: 28196595
44. Gonçalves E, Poulos RC, Cai Z (2022) 949 cilvēka šūnu līniju vispārējā vēža proteomikas karte. Cancer cell. PMID: 35839778
45. Klijn C, Durinck S, Stawiski EW (2015) Cilvēka vēža šūnu līniju visaptverošs transkripcijas portrets. Nature biotechnology. PMID: 25485619
46. Ghandi M, Huang FW, Jané-Valbuena J (2019) Vēža šūnu līniju enciklopēdijas raksturojums, izmantojot jaunākās paaudzes metodes. Nature. PMID: 31068700
47. Nusinow DP, Szpyt J, Ghandi M (2020) Vēža šūnu līniju enciklopēdijas kvantitatīvā proteomika. Cell. PMID: 31978347
48. Černobrovkins AL, Zubarevs RA (2014) Vīrusu proteīnu noteikšana cilvēka šūnu līnijās, izmantojot ksenoproteomiku: pēdējā pamatotā attaisnojuma likvidēšana, kāpēc netiek pārbaudīti visi šūnu proteoma datu kopumi attiecībā uz vīrusu proteīniem. PloS one. PMID: 24618588
49. Kresse SH, Rydbeck H, Skårn M (2012) Integrējošā analīze atklāj ģenētisko un epigenētisko izmaiņu savstarpējās saistības osteosarkomā. PloS one. PMID: 23144859
50. Andersson AC, Strömberg S, Bäckvall H (2006) Proteīnu ekspresijas analīze šūnu mikromaizītēs: instruments antivielu balstītajai proteomikai. The Journal of Histochemistry and Cytochemistry. PMID: 16957166
51. Mayer Y, Abu Sada H, Zigdon Giladi H (2026) Osteoblastveidīgo un kaulu smadzeņu stromas šūnu līniju agrīnās osteogēnās un stromas marķieru reakcijas uz hialuronskābes pārklātu ksenogēnu kaulu transplantātu: izpētes in vitro analīze. Stomatoloģijas žurnāls. PMID: 42187668
52. Grant GD, Brooks L 3rd, Zhang X (2013) U2OS šūnās periodiski ekspresēto šūnu cikla regulēto gēnu identifikācija un to regulācija ar FOXM1 un E2F transkripcijas faktoriem. Šūnas molekulārā bioloģija. PMID: 24109597
53. Wang F, Wu P, Qin S (2021) Curcin C inhibē osteosarkomas šūnu līnijas U2OS proliferāciju, izraisot ROS-inducētu apoptozi, autofāgiju un šūnu cikla apturēšanu, aktivizējot JNK signāla ceļu. Starptautiskais bioloģisko makromolekulu žurnāls. PMID: 34896468
54. Chen S, Jin Z, Dai L (2017) Aloperīns izraisa apoptozi un inhibē invāziju cilvēka osteosarkomas šūnās MG-63 un U2OS. Biomedicīna un farmakoterapija. PMID: 29080457
55. Chen JM, Zhang J, Xia YM (2018) Dabīgais saldinātāja metabolīts steviols inhibē cilvēka osteosarkomas U2OS šūnu līnijas proliferāciju. „Onkoloģijas vēstules”. PMID: 29552164
56. Kasiram MZ, Hapidin H, Abdullah H (2022) Tanīnskābe pastiprina cisplatīna iedarbību uz cilvēka osteosarkomas šūnu līnijas (U2OS) proliferāciju un apoptozi. Farmakoloģiskie ziņojumi. PMID: 34652600
57. Erdogan MK, Usca AB (2025) Gallskābe pastiprina olapariba izraisīto šūnu nāvi un vājinā olapariba rezistenci cilvēka osteosarkomas U2OS šūnu līnijā. Current issues in molecular biology. PMID: 39996825
58. Bryan TM, Englezou A, Dalla-Pozza L (1997) Pierādījumi par alternatīvu mehānismu telomēru garuma uzturēšanai cilvēka audzējos un no audzējiem atvasinātajās šūnu līnijās. „Nature Medicine”. PMID: 9359704
59. Burke TM, Markwald RR, McHill AW (2015) Kofeīna ietekme uz cilvēka cirkadiāno ritmu in vivo un in vitro. „Science Translational Medicine”. PMID: 26378246
60. Tamai TK, Nakane Y, Ota W (2018) Circadianā pulksteņa modulatoru identificēšana no esošajiem medikamentiem. EMBO Molecular Medicine. PMID: 29666146
61. Cellosaurus. U2OS (CVCL_0042). SIB Šveices Bioinformātikas institūts. Pieejams: https://www.cellosaurus.org/CVCL_0042 (apskatīts 2026. gada 11. augustā)