HCT116-cellijn: Een pijler in dikkedarmkankeronderzoek
DeHCT116 cellijn dient als hoeksteen in het onderzoek naar colorectale kanker en biedt onschatbare inzichten in de pathogenese van de ziekte en potentiële therapeutische mogelijkheden. HCT116 staat bekend om zijn nut voor kankeronderzoek en farmacologische beoordelingen en vergemakkelijkt cruciale studies naar tumorgedrag en werkzaamheid van geneesmiddelen.
Oorsprong en fundamentele kenmerken van HCT116-cellen
Inzicht in de oorsprong en de basiseigenschappen van HCT116 cellen, zoals hun morfologische kenmerken, genetische opmaak en cellulaire afmetingen, is essentieel voor onderzoekers die beginnen aan studies waarbij deze cellijn wordt gebruikt.
Herkomst en genetisch landschap: Afkomstig uit de dikke darm van een 48-jarige blanke man gediagnosticeerd met darmkanker, HCT116 cellen zijn opmerkelijk voor een mutatie in codon 13 (G13D) van het KRAS-gen, onderdeel van de RAS/RAF/MEK/ERK signalering pad. Deze specifieke mutatie is cruciaal in de oncogene transformatie van deze cellen, wat hun relevantie voor kankeronderzoek onderstreept.
Morfologie en groeikenmerken: HCT116 cellen, die een epitheliale morfologie vertonen, groeien meestal in monolaagculturen, maar kunnen ook sferoïden vormen met een diameter van 150-400 µm. Dit aanpassingsvermogen in groeipatronen onderstreept hun veelzijdigheid in verschillende experimentele opstellingen.
Chromosomaal profiel: De chromosomale samenstelling van HCT116 cellen is bijna diploïd, met ongeveer 70% van de celpopulatie met 45 chromosomen. Met name is er een terugkerende amplificatie in de lange armen van chromosomen 8, 10, 16 en 17, terwijl chromosoom Y afwezig is, wat bijdraagt aan hun unieke genomische signatuur.
Vergelijkende analyse: HCT116 vs. HT29-cellijnen
Bij het naast elkaar leggen van HCT116 en HT29, een andere menselijke colorectaalcarcinoomcellijn, komen duidelijke verschillen naar voren in hun oncogene potentieel en differentiatiecapaciteiten:
Oncogene agressiviteit en differentiatie: HCT116 cellen worden gekenmerkt door hun hoge oncogene agressiviteit en beperkte differentiatiepotentieel, waardoor ze een model zijn voor het bestuderen van agressieve tumorfenotypes. Daarentegen vertonen HT29-cellen het vermogen om te differentiëren in enterocyt-achtige en mucineproducerende lijnen, waardoor een contrasterend model ontstaat dat verschillende aspecten van de biologie van colorectale kanker nabootst.
Dit vergelijkende begrip van HCT116 en HT29 cellijnen verrijkt de toolkit die beschikbaar is voor onderzoekers, waardoor meer genuanceerd onderzoek naar de veelzijdige aard van colorectale kanker mogelijk wordt.
HCT116 cellen verwerken
|
Verdubbelingstijd: |
De verdubbelingstijd voor HCT116 kankercellen varieert van 25 tot 35 uur. |
|
Adherent of in suspensie: |
De HCT116 darmkankercellijn is adherent, met cellen die in monolayers groeien. |
|
Zaaidichtheid: |
Een zaaidichtheid van 2 x104 cellen/cm2 wordt aanbevolen voor de HCT116 celkweek. Voor subcultuur moeten de cellen worden losgemaakt met Accutase-oplossing na een 1x PBS-wasbeurt. Na centrifugeren wordt de celpellet geresuspendeerd in vers groeimedium en overgebracht naar een nieuwe kolf. |
|
Groeimedium: |
McCoys 5a medium, aangevuld met 3,0 g/L L-glucose, 1,5 mM L-glutamine, 3,0 g/L NaHCO3 en 10% foetaal runderserum, is optimaal voor HCT116 celkweek. Het is raadzaam om het medium 1 tot 2 keer per week te vernieuwen. |
|
Groeicondities (temperatuur,CO2): |
De kweek vindt plaats in een vochtige incubator bij 37 °C met een atmosfeer van 5%CO2. |
|
Opslag: |
HCT116 cellen kunnen worden opgeslagen bij temperaturen lager dan -150°C in de damp- of vloeibare fase van vloeibare stikstof. |
|
Invriesproces en medium: |
Gebruik CM-1 of CM-ACF medium voor cryopreservatie. Een gecontroleerde vriessnelheid methode wordt aanbevolen, waardoor een geleidelijke temperatuurdaling van 1 ° C per minuut, die helpt levensvatbaarheid van de cellen te behouden. |
|
Ontdooiproces: |
Ontdooi HCT116 cellen in een waterbad van 37°C. Na het toevoegen van groeimedium, centrifugeer om de vriesmediumresten te verwijderen. Resuspendeer de celpellet in vers medium en kweek in nieuwe kolven. |
|
Bioveiligheidsniveau: |
Niveau 1 |
HCT116-cellijn: Voordelen en beperkingen
In dit deel van het artikel worden de voordelen en beperkingen van de HCT116 kankercellijn besproken.
Voordelen van de HCT116 cellijn
In dit gedeelte wordt ingegaan op de HCT116 cellijn, waarbij de nadruk wordt gelegd op de centrale rol die deze cellijn speelt in kankeronderzoek, met name in het onderzoek naar dikkedarmkanker, en worden de inherente voordelen besproken.
Voordelen van de HCT116 cellijn
De HCT116 cellijn onderscheidt zich in het kankeronderzoek door een aantal belangrijke voordelen:
Colorectaal Kankermodel: Het dient als een algemeen erkend in vitro model voor colorectale kanker, de op twee na meest voorkomende vorm van kanker wereldwijd. De relevantie voor het nabootsen van menselijke colorectale kanker maakt het van onschatbare waarde voor het begrijpen van kankerbiologie en het testen van therapeutische strategieën.
Homogeniteit: Opmerkelijk is dat ongeveer 70% van de HCT116 cellen consistente genetische profielen vertonen, waardoor het een relatief homogene populatie is. Deze uniformiteit is cruciaal voor onderzoeken die zich richten op genexpressie, cellulaire signaalroutes en het beoordelen van de werkzaamheid van medicamenteuze behandelingen, omdat het consistentie en betrouwbaarheid in experimentele resultaten garandeert.
Transfectie efficiëntie: Een van de onderscheidende kenmerken van HCT116 cellen is hun grote vatbaarheid voor transfectie, vooral met virale vectoren. Dit kenmerk is met name gunstig voor gentherapie-onderzoek, omdat het de introductie van genetisch materiaal met efficiëntie en precisie mogelijk maakt, waardoor geavanceerde genetische manipulaties en functionele studies worden vergemakkelijkt.
Breng uw ontdekkingen vooruit met onze geverifieerde HCT116-cellijn
Onderzoekstoepassingen van de HCT116 cellijn
De HCT116 cellijn heeft een breed scala aan toepassingen in kankeronderzoek. Enkele prominente toepassingen zijn:
Kankerbiologie
De HCT116 darmkankercellijn wordt gebruikt om de progressie en ontwikkeling van darmkanker te bestuderen. Bovendien helpt het om de onderliggende mechanismen en signaalwegen te onderzoeken die betrokken zijn bij kankerproliferatie, -migratie en -invasie. In een onderzoek werden HCT116 cellen gebruikt om genen te bestuderen die betrokken zijn bij de ontwikkeling van resistentie tegen geneesmiddelen. Onderzoekers overexpresseerden het MDR1-gen in darmkankercellen en observeerden de expressie van NOX-isovormen (NADPH oxide) en Nrf2. Het onderzoek toonde aan dat verhoogde expressie van NOX2 en Nrf2 chemoresistentie veroorzaakt in kankercellen; deze genen kunnen dus gericht worden ingezet om resistentieontwikkeling tijdens kankertherapie te overwinnen [1]. Onderzoek uit 2021 toonde ook aan dat de NF-κB signaalweg betrokken is bij de regulatie van proliferatie en migratie van darmkanker. Het kan dus worden gericht op de ontwikkeling van nieuwe en effectieve geneesmiddelen tegen colorectaal carcinoom [2].
In de oncologie is het van fundamenteel belang om de ingewikkelde processen van celcyclus, proliferatie en groei, en apoptose te begrijpen. Deze biologische functies zijn van cruciaal belang bij het bestuderen van menselijke cellijnen, met name cellijnen die zijn afgeleid van kwaadaardige cellen zoals menselijke darmkankercellen en alvleesklierkankermodellen. De HCT116 en SW620 cellijnen zijn bijvoorbeeld van groot belang bij het onderzoeken van de mechanismen die ten grondslag liggen aan respectievelijk darmkanker en alvleesklierkanker. Met behulp van technieken als flowcytometrie en klonogene testen kunnen onderzoekers de genexpressieprofielen en het gedrag van onafhankelijke cellen binnen tumoren ophelderen en zo licht werpen op de manier waarop kanker communiceert binnen de extracellulaire matrix.
De rol van apoptose in de progressie van kanker
Apoptose, of geprogrammeerde celdood, speelt een cruciale rol in het handhaven van cellulaire homeostase en is een belangrijk studiegebied in kankeronderzoek. Het onderscheid tussen onverwante apoptose en apoptose die specifiek wordt geïnduceerd binnen de context van kanker, zoals celdood door darmkanker, is cruciaal. Dit proces gaat niet alleen over de eliminatie van cellen, maar omvat een complex samenspel van signalen die tumorgroei en metastase kunnen beïnvloeden. Door apoptose en celdood in combinatie met metastasesuppressoren en tumorsuppressoractiviteit te onderzoeken, kunnen wetenschappers inzicht krijgen in de routes die de progressie van kanker en het metastaseringspotentieel reguleren.
Metastase en moleculaire markers bij kanker
Metastase blijft een van de meest uitdagende aspecten van kanker, waarbij hematogene metastase een belangrijke rol speelt bij de verspreiding van kwaadaardige cellen. Het onderzoek naar metastase omvat het bestuderen van de bewegings- en invasiecapaciteiten van kankercellen, oftewel celbeweging, en hoe cellen interageren met hun omgeving, inclusief de extracellulaire matrix. Moleculaire markers zoals CD133-expressie en de epidermale groeifactorreceptor zijn cruciaal bij het identificeren en begrijpen van het gedrag van positieve coloncarcinoomcellen en andere kankertypes. De SIRT6 pathway, bijvoorbeeld, is opgedoken als een gebied van interesse vanwege zijn potentiële rol in het moduleren van tumorgroei en metastatische dikke darmkanker.
Toxicologie/geneesmiddelontwikkeling
De HCT116 cellijn wordt gebruikt als screeningsmodel voor nieuwe kankergeneesmiddelen. Er zijn verschillende onderzoeken uitgevoerd om de werkzaamheid en toxiciteit van geneesmiddelen tegen kanker te beoordelen, waaronder natuurlijke producten en chemisch gesynthetiseerde nanodeeltjes. Zo beoordeelde het onderzoek de cytotoxiciteit van gesynthetiseerde zilveren nanodeeltjes uit de extracten van een kruidengeneesmiddel, Caesalpinia pulcherrima, in HCT116 cellen [3]. In een onderzoek gebruikten onderzoekers de HCT116 kankercellijn om het antikankerpotentieel van cacaothee-extract te evalueren. Ze ontdekten dat cacaothee-extract de proliferatie van darmkanker vermindert en celdood induceert [4]. Een ander onderzoek gebruikte HCT116 kankercellen en ontdekte dat luchtaardappelextract, Dioscorea bulbifera, een pro-apoptotische activiteit vertoont in colorectale carcinoomcellen via activering van de JNK-signaalcascade en onderdrukking van het ERK1/2-gen [5].
De effecten van metformine op kankercellen, met name in de context van dikke darm- en alvleesklierkanker, illustreren hoe inzicht in de biologische functies van kankercellen kan leiden tot potentiële therapeutische strategieën. Onderzoek naar de klonogene overleving, of het vermogen om klonen te vormen, van kankercellen na behandeling met middelen zoals metformine of gericht op specifieke routes zoals de epidermale groeifactorreceptor kan waardevolle inzichten opleveren in effectieve kankerbehandelingen. Bovendien zorgt het gebruik van HCT116 klonen en HCT116 celpopulaties in deze onderzoeken voor een genuanceerd begrip van hoe kankercellen reageren op verschillende therapeutische interventies, wat de weg vrijmaakt voor een meer persoonlijke benadering van de behandeling van kanker.
HCT116 cellen: Publicaties
In dit gedeelte worden enkele belangrijke en meest geciteerde recente publicaties met de HCT116 cellijn besproken.
Deze studie werd gepubliceerd in het Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology (2017). Onderzoekers gebruikten HCT116 colorectale kanker en A549 longkanker cellijnen om de cytotoxische effecten van piper nigrum zaad-gemedieerde gesynthetiseerde tinoxide nanodeeltjes te evalueren.
Dit onderzoek in Cancer Letters (2018) stelt dat lncRNA SNHG15 de migratie van dikke darmkankercellen bevordert in cellijnen voor dikke darmkanker, waaronder HCT116.
Overexpressie van lang niet-coderend RNA TUG1 bevordert de progressie van darmkanker
Dit artikel werd in 2016 gepubliceerd in het tijdschrift Medical Science Monitor. Uit het onderzoek bleek dat oncogeen LncRNA TUG1 de proliferatie en migratie van HCT116 darmkankercellen bevordert.
Dit onderzoek in het tijdschrift Biochemical Pharmacology (2018) stelt dat de ontwikkeling van geneesmiddelenresistentie de niveaus van H2S-producerende enzymen in HCT116 darmkankercellen verhoogt.
Dit onderzoeksartikel in het International Journal of Environmental Health Research (2023) stelt dat Inula viscosa L. extract een antikankereffect uitoefent op HCT116 colorectale kankercellen via het reguleren van microRNA's.
Bronnen voor HCT116-cellen
Hieronder vindt u enkele bronnen over HCT116 cellen.
- Transfectie van HCT116: Deze video is een stap-voor-stap handleiding voor het transfecteren van HCT116 kankercellen.
- HCT116-cellijn kweken: Deze video toont het subcultuurprotocol voor de HCT116 darmkankercellijn.
- De HCT116 cellijn subculturen: Deze website bevat veel nuttige informatie over het HCT116 kweekmedium. Bovendien staan er procedures op voor het invriezen, ontdooien en subkweken van cellen.
Veelgestelde vragen over HCT116 cellen
referenties
- Waghela, B.N., F.U. Vaidya, and C. Pathak: Upregulation of NOX-2 and Nrf-2 promotes 5-fluorouracil resistance in human colon carcinoma (HCT-116) cells. Biochemistry (Moscow), 2021, 86, p. 262-274.
- Yang, M., et al., Astragalin inhibits the proliferation and migration of human colon cancer HCT116 cells by regulating the NF-κB signaling pathway. Frontiers in Pharmacology, 2021, 12: p. 639256.
- Deepika, S., C.I. Selvaraj, and S.M. Roopan, Screening bioactivities of Caesalpinia pulcherrima L. swartz and cytotoxicity of extract synthesized silver nanoparticles on the HCT116 cell line. Materials Science and Engineering, C, 2020, 106, p. 110279.
- Gao, X., et al., Cacaothee (Camellia ptilophylla) induceert mitochondria-afhankelijke apoptose in HCT116-cellen via ROS-generatie en de PI3K/Akt-signaleringsroute. Food Research International, 2020, 129, p. 108854.
- Hidayat, A.F.A., et al., Dioscorea bulbifera induced apoptosis through inhibition of ERK 1/2 and activation of JNK signaling pathways in HCT116 human colorectal carcinoma cells. Biomedicine & Pharmacotherapy, 2018. 104: p. 806-816.