4T1 Cellen - Essentiële inzichten in onderzoek naar borstkankercellen en toepassingen
4T1 is een transplanteerbare murine borstkankercellijn. Deze wordt op grote schaal gebruikt als genetisch identiek in vitro tumormodel om borstkanker bij de mens te onderzoeken. 4T1 cellen zijn zeer invasief en tumorigenic; ze hebben de neiging om uit te zaaien van de primaire tumor site in de borstklier naar andere sites, waaronder de lever, lymfeklieren, longen, botten en hersenen, dus zijn ideaal voor het bestuderen van borstkanker metastase [1].
Algemene kenmerken en oorsprong van 4T1 cellen
Kennis over de oorsprong en algemene eigenschappen van een cellijn is essentieel voordat ermee gewerkt wordt. In dit gedeelte hebben we de basisprincipes van 4T1 borstkankercellen besproken. Bijvoorbeeld, wat zijn 4T1 cellen? Wat zijn de kenmerken van de 4T1 cellijn? Wat is de oorsprong van de 4T1 cellijn? Wat is de morfologie van de 4T1 cellijn?
- 4T1 is een borsttumorcellijn afkomstig van een borsttumor die spontaan is ontstaan bij de BALB/c-stam van muizen. Deze zeer invasieve en tumorigene cellen bootsen het gedrag van menselijke borstkanker qua groei en metastatische verspreiding nauw na. Specifiek onderzoekt het 4T1 tumormodel triple-negatieve borstkanker (TNBC).
- 4T1 cellen zijn adherent en hebben een epitheelcelachtige morfologie.
4T1 versus EMT-6 cellijn
4T1 en EMT-6 zijn niet-immunogene, muriene celmodellen voor studies naar triple-negatieve borstkanker. Hier zijn 4T1 agressievere en invasievere tumorcellen dan EMT-6 met minder invasieve eigenschappen [2].
4T1 versus 4T07 cellen
4T07 is ook een kankercellijn in muizen. Het belangrijkste verschil tussen 4T1- en 4T07-cellen is dat 4T1-cellen de primaire tumorlocatie kunnen verlaten en zich kunnen verspreiden om zichtbare secundaire uitzaaiingen te vormen, terwijl 4T07-cellen geen zichtbare uitzaaiingen kunnen vormen ondanks het verlaten van de primaire locatie [3].
Informatie over het kweken van de 4T1 cellijn
4T1 borstkankercellijn biedt uitgebreide onderzoekstoepassingen op biomedisch gebied. Voor het kweken van deze cellen moet je de volgende belangrijke punten doornemen: wat is de 4T1 verdubbelingstijd? Hoe worden 4T1 cellen gekweekt? Wat is de celdichtheid voor 4T1?
Belangrijke punten voor het kweken van 4T1 cellen
|
Verdubbelingstijd: |
De gemiddelde populatieverdubbelingstijd voor 4T1 borstkankercellen is 14 uur. |
|
Adherent of in suspensie: |
4T1 is een adherente cellijn. |
|
Subkweekverhouding: |
Een splitratio van 1:6 en 1:8 wordt aanbevolen voor de 4T1 triple-negatieve borstkankercellijn. Voor het splitsen worden de cellen gespoeld met PBS en gedurende 8 tot 10 minuten geïncubeerd met het enzym Accutase. De gedissocieerde cellen worden verzameld door centrifugeren en geresuspendeerd in een vers medium. De geresuspendeerde cellen worden in de nieuwe kolf gedoseerd om te groeien. |
|
Groeimedium: |
RPMI 1640 medium wordt gebruikt voor het kweken van 4T1 cellen. 10% foetaal runderserum (FBS), 2,0 g/L NaHCO3 en 2,1 mM stabiele glutamine wordt toegevoegd aan het kweekmedium voor ideale celgroei. |
|
Groeicondities: |
4T1 tumorcellen worden bewaard in een 37°C bevochtigde incubator met 5%CO2 toevoer. |
|
Opslag: |
4T1 cellen moeten worden bewaard bij een temperatuur onder -150 °C, d.w.z. elektrische vriezer of dampfase van vloeibare stikstof, om de levensvatbaarheid van de cellen te behouden. |
|
Invriesproces en medium: |
CM-1 of CM-ACF worden aanbevolen voor de 4T1 cellijn. Een langzame vriesmethode verdient de voorkeur omdat deze de levensvatbaarheid van de cellen beschermt door een geleidelijke temperatuurdaling van 1°C toe te staan. |
|
Ontdooiproces: |
Het flesje bevroren cellen wordt enkele seconden in een waterbad van 37 °C gehouden totdat de cellen ontdooien en er alleen nog een klein ijsklontje overblijft. Deze cellen worden geresuspendeerd in het verse medium en in de kolf gegoten om te worden gekweekt. Na 24 uur incubatie wordt het medium vervangen om bevriezende mediacomponenten te verwijderen. |
|
Bioveiligheidsniveau: |
Voor het kweken van 4T1 borstkankercellen wordt een laboratorium met bioveiligheidsniveau 1 aanbevolen. |
4T1-cellijn: Voordelen en nadelen
Dit deel van het artikel gaat over de voor- en nadelen van het 4T1 metastatische model.
Voordelen
De belangrijkste voordelen van de 4T1 cellijn zijn:
- Tumorigeniciteit:
4T1 is een zeer tumorigene cellijn. Deze cellen zijn in staat om een 4T1 syngene muismodel voor borstkankeronderzoek te vormen wanneer ze in een muis worden geïnjecteerd. Daarom wordt het 4T1-model ideaal gebruikt om de ontwikkeling, groei en uitzaaiing van tumoren te bestuderen. Daarnaast is het nuttig voor het screenen en evalueren van therapeutische medicijnen.
- In vitro metastatisch model:
4T1 model heeft een natuurlijke neiging tot metastase waardoor onderzoekers onderliggende mechanismen en routes die betrokken zijn bij het metastaseproces effectief kunnen onderzoeken. Bovendien zijn 4T1 cellen resistent tegen 6-thioguanine. Dit helpt bij de efficiënte detectie van micrometastatische cellen met een grotere nauwkeurigheid in vergelijking met andere modellen, omdat het niet nodig is om doelorganen te wegen en knobbeltjes te tellen.
Nadelen
De nadelen van de 4T1-cellijn zijn:
- Agressiviteit/snelle groeisnelheid:
4T1 cellijn is een zeer agressieve triple-negatieve borstkanker cellijn. Door de snelle groei wordt het gebruik van deze cellijn in langetermijnexperimenten en het controleren van experimentele variabelen een uitdaging.
4T1-cellijn kopen: hoogwaardig borstkankermodel
4T1-cellijn: Toepassingen in kankeronderzoek
De 4T1-muismodelcellijn is een waardevol onderzoeksinstrument voor het bestuderen van kankerbiologie en het evalueren van nieuwe behandelingen. De belangrijkste toepassingen van 4T1 cellen worden hier genoemd:
Kankerbiologie
De 4T1 cellijn wordt veel gebruikt om de ontwikkeling en groei van kanker te bestuderen. Het is een ideaal in vitro model om verschillende cellulaire en moleculaire mechanismen die betrokken zijn bij tumorgroei en metastase te onderzoeken. Daarnaast kan het de rol van celsignaalroutes, de micro-omgeving en genexpressie in deze processen onthullen. Bij onderzoek in 2019 werden 4T1-cellen gebruikt om de drijvende mechanismen achter de invasie en migratie van kankercellen te ontdekken. De resultaten onthulden dat STAT3-, MMP2- en MMP9-genen hierbij betrokken zijn, en remming van deze genen kan migratie en invasie in kankercellen aanzienlijk beperken [4]. Vergelijkbare studies hebben ook verschillende andere signaalwegen aangewezen die betrokken zijn bij de ontwikkeling en uitzaaiing van tumoren.
Bovendien is het 4T1-model essentieel voor het begrijpen van de micro-omgeving van borstkanker, waaronder infiltratie van immuuncellen en primaire tumorgroei. Studies die zich richten op de 4T1 tumormicro-omgeving hebben belangrijke inzichten opgeleverd in de rol van immuuncellen en cytokinen, zoals de expressie van CXCL13, bij tumorgroei. Het model helpt ook bij het onderzoek naar metastatische niches en tumormetastase, met name bij borstkanker in een laat stadium, waar kolonisatie van mammacarcinoom veel voorkomt.
Onderzoek naar kankertherapie
De 4T1 cellijn wordt uitgebreid toegepast in kankertherapie-onderzoek voor het screenen en evalueren van nieuwe behandelingen. In een onderzoek werd het cytotoxische potentieel van groen gesynthetiseerde ijzernanodeeltjes van rozemarijnextract (Rosemary-FeNPs) en zuiver rozemarijnextract op de 4T1-cellijn onderzocht. De onderzoeksresultaten stelden dat Rozemarijn-FeNP's veelbelovender zijn dan het pure extract [5]. Op dezelfde manier werd in een onderzoek uit 2021 het anti-tumor potentieel van gemberextract in 4T1 borstkankercellen en een 4T1 muismodel onderzocht [6].
Naast natuurlijke extracten wordt de 4T1 cellijn gebruikt om de werkzaamheid van traditionele chemotherapeutische middelen te evalueren. Onderzoek naar de combinatie van cisplatine met andere therapieën heeft bijvoorbeeld aangetoond dat tumorcellen beter afsterven en dat de tumorgroei afneemt in het 4T1-model. De introductie van firefly luciferase in 4T1-cellen heeft real-time beeldvorming van tumorgroei en metastatisch fenotype mogelijk gemaakt, waardoor het effect van verschillende behandelingen beter beoordeeld kan worden.
Bovendien heeft de resistentie van de 4T1-cellijn tegen 6-thioguanine studies naar micrometastatische cellen vergemakkelijkt, waardoor de detectie en analyse van metastase is verbeterd. Deze cellijn speelt ook een cruciale rol bij het bestuderen van antitumorimmuniteit en de effecten van immuuntherapie, met name in de context van orthotope muizenmodellen, waarin onderzoekers menselijke kankers kunnen nabootsen.
In het algemeen blijft de 4T1 cellijn een onmisbaar hulpmiddel in oncologisch onderzoek, van het begrijpen van de fundamentele mechanismen van kankerbiologie tot het ontwikkelen en testen van nieuwe therapeutische strategieën.
4T1 cellen: Publicaties
In dit artikel worden enkele interessante en meest geciteerde publicaties over 4T1 cellen besproken.
Dit artikel werd in 2018 gepubliceerd in het Journal of Photochemistry and Photobiology. Het onderzoek stelde voor dat zilveren nanodeeltjes gesynthetiseerd uit Madhuca longifolia een antiproliferatief effect uitoefenen in 4T1 tumorcellen via celwandafbraak en ROS-generatie.
De cytotoxiciteit en apoptotische effecten van verbascoside op de 4T1-cellijn van borstkanker
Deze studie in het tijdschrift BMC Pharmacology and Toxicology (2021) stelde dat verbascoside, een natuurlijke verbinding, apoptotische effecten in 4T1 borstkankercellen induceerde via TLR4-signalering.
Eupatorin onderdrukte tumorgroei en verbeterde immuniteit in een 4T1-muismodel voor borstkanker
Dit onderzoek werd gepubliceerd in Integrative Cancer Therapies in 2020. Deze studie gebruikte 4T1-cellen om een 4T1 syngene muismodel te ontwikkelen en onderzocht het kankerbestrijdende potentieel van Eupatorin met behulp van dit model. Eupatorin vertraagde de ontwikkeling van tumoren in het 4T1 muismodel.
Remmend effect van Viola odorata-extract op tumorgroei en metastase in 4T1 borstkankermodel
Dit onderzoek, gepubliceerd in het Iranian Journal of Pharmaceutical Research (2018), stelde voor dat een medisch kruid, Viola odorata, potentiële cytotoxische effecten heeft op 4T1-cellen.
In dit onderzoek werd voorgesteld dat docetaxel-geladen vaste lipide nanodeeltjes (DTX-geladen SLN's) een veelbelovend middel kunnen zijn om borstkanker te behandelen en uitzaaiing te voorkomen, omdat ze de kankergroei en longmetastase van 4T1-cellen beperken.
Bronnen voor 4T1 cellijn: Protocollen, video's en meer
Hieronder volgen enkele bronnen over 4T1 cellen:
- 4T1 transfectie tutorial: Deze video is een stap-voor-stap handleiding voor het uitvoeren van de 4T1 cellijn transfectie.
- Subculturen van een cellijn: In deze video wordt het subcultuurprotocol voor adherente cellijnen uitgelegd.
De volgende link bevat het celkweekprotocol voor 4T1 cellen:
- 4T1 cellijn: Deze websitelink bevat alle nuttige informatie over het omgaan met 4T1-culturen. Het bevat informatie over kweekmedia, behandelingsprotocollen voor gecryopreserveerde culturen en prolifererende culturen.
Veelgestelde vragen over de 4T1-cellijn
Referenties
- Pulaski, B.A. en S. Ostrand-Rosenberg, Muis 4T1 borsttumormodel. Curr Protoc Immunol, 2001. Hoofdstuk 20: p. Eenheid 20.2.
- Maxwell, K.G., Immunomodulation of Breast Cancer Cells for Whole Tumor Vaccination. 2016.
- Walker, I., et al., Mammary tumors induceer central pro-inflammatory cytokine expression, but not behavioral deficits in Balb/C muizen. Scientific Reports, 2017. 7(1): p. 1-13.
- Li, Y., et al., Inhibition of Stat3 signaling pathway by natural product pectolinarigenin attenuates breast cancer metastasis. Frontiers in Pharmacology, 2019. 10: p. 1195.
- Farshchi, H.K., et al., Green synthesis of iron nanoparticles by Rosemary extract and cytotoxicity effect evaluation on cancer cell lines. Biokatalyse en agrarische biotechnologie, 2018. 16: p. 54-62.
- Gholizadeh, A.P., et al., Effect van Gember Extract op 4T1 Borstkanker cellijn in Balb/c Muis. Clinical Cancer Drugs, 2021. 8(1): p. 43-49.