NCI-H1792 — Een model van KRAS-mutant longadenocarcinoom voor oncologisch onderzoek

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.

Toepassingen

Ontwikkeling van geneesmiddelen tegen osteosarcoom en therapeutische screening

U2OS is een belangrijk model voor het evalueren van nieuwe en herbestemde verbindingen tegen osteosarcoom. In studies is de antitumoractiviteit van diverse natuurlijke en synthetische middelen in deze celijn onderzocht. Van curcine C, een type I ribosoom-inactiverend eiwit uit ontkiemde Jatropha curcas-zaden, bleek de proliferatie van U2OS-cellen te remmen via ROS-gemedieerde apoptose, autofagie en arrestatie in zowel de S- als de G2/M-fase, waarbij het effect werd toegeschreven aan activering van de JNK-signaalroute naast remming van de ERK-route; de ROS-vanger NAC en de JNK-remmer SP600125 verzwakten elk de reactie, wat de voorgestelde cascade ondersteunt [53]. Een vervolgstudie toonde aan dat de hogere werkzaamheid van Curcin C ten opzichte van Curcin in U2OS grotendeels verklaard kan worden door LRP1-gemedieerde clathrine-afhankelijke endocytose, die wel beschikbaar is voor Curcin C maar niet voor Curcin.

Aloperine, een alkaloïde natuurproduct, remde de proliferatie en klonogeniciteit van zowel MG-63- als U2OS-osteosarcoomcellen, induceerde apoptose – zoals bevestigd door flowcytometrie – en remde invasie in scratch- en transwell-assays, met downregulatie van MMP-2, MMP-9, PI3K en p-AKT1 [54]. Deze studie bracht meerdere convergerende routes aan het licht waarlangs natuurlijke alkaloïden tegelijkertijd de groei en het metastatisch potentieel zouden kunnen belemmeren. Los daarvan bleek de natuurlijke zoetstofmetaboliet steviol de proliferatie van U2OS op een dosis- en tijdsafhankelijke manier te remmen; mechanistisch onderzoek bracht een celcyclusstilstand in de G1-fase aan het licht en een mitochondriale apoptotische route, aangegeven door een verhoogde Bax/Bcl-2-verhouding [55] — bevindingen die natuurlijke metabolieten positioneren als kandidaten voor onderzoek naar chemopreventie van osteosarcoom.

Tanninezuur versterkte het cytotoxische effect van cisplatine in U2OS-cellen, maar de interactie bleek sterk verhoudingsafhankelijk: er werd synergie waargenomen bij verhoudingen van looizuur tot cisplatine van 90:10 en 85:15, terwijl verhoudingen van 75:25 en 50:50 antagonistisch werkten, en looizuur alleen de normale hFOB 1.19-osteoblasten niet significant remde [56]. Elke op polyfenolen gebaseerde sensibilisatiestrategie is daarom afhankelijk van een zorgvuldige optimalisatie van de doseringsverhouding in plaats van louter gelijktijdige toediening. Galluszuur versterkte op vergelijkbare wijze de door olaparib geïnduceerde celdood en verzwakte de verworven olaparib-resistentie in U2OS-cellen en een olaparib-resistente afgeleide (U2OS-PIR), waarbij het de angiogenese remde en cPARP, Bcl-2 en Bax [57], waardoor het repertoire aan combinaties van natuurlijke verbindingen die toepasbaar zijn in onderzoek naar de behandeling van osteosarcoom werd uitgebreid. Van lenvatinib, een goedgekeurde multikinaseremmer, werd aangetoond dat het via een p-STAT3/p53/xCT-as ferroptose-gerelateerde veranderingen induceert in U2OS- en 143B-cellen, waarmee een nieuw mechanisme aan het licht kwam waarmee dit middel de progressie van osteosarcoom kan onderdrukken, naast zijn canonieke rol als angiogeneseremmer [19]. Immunotherapie op basis van natuurlijke killercellen (NK-cellen) werd geëvalueerd tegen een panel van osteosarcoomcellijnen, waaronder U2OS, waarbij de expressie van de NKG2D-ligand correleerde met de door NK-cellen gemedieerde afdodings-efficiëntie en waarbij interleukine-2 via aerosol de orgaanspecifieke activiteit van NK-cellen in vivo verbeterde [20].

Een bredere screening op geneesmiddelen tegen sarcomen, omvattende 63 menselijke cellijnen en meer dan 400 oncologische verbindingen, documenteerde de gevoeligheidsprofielen van U2OS voor geneesmiddelen naast gegevens over gen- en microRNA-expressie, wat een rijke farmacogenomische referentie voor het vakgebied opleverde [21]. Het baanbrekende Cancer Cell Line Encyclopedia-project integreerde genexpressie-, kopieaantal- en sequentiegegevens van bijna 950 cellijnen, waaronder U2OS, en bracht deze in verband met geneesmiddelgevoeligheidsprofielen om voorspellende biomarkers voor respons te identificeren [15]. Een daaropvolgend farmacogenomisch overzichtsonderzoek bracht verbanden tussen geneesmiddelgevoeligheid en door kanker veroorzaakte veranderingen in kaart bij meer dan 1.000 geannoteerde cellijnen, waardoor de reacties van U2OS verder in de bredere context van de oncologie werden geplaatst [22].

De miR-16-1-3p/MDM2/p53-as is naar voren gekomen als een belangrijke regulator van de TGF-β1-signaaloutput bij osteosarcoom. Xue et al. toonden aan dat overexpressie van miR-16-1-3p het proliferatieve en klonogene potentieel van U2OS-cellen aanzienlijk verminderde, terwijl de combinatie ervan met een TGF-β-behandeling de G1-fase-arrestatie sterk versterkte en het vermogen tot tumorgroei vrijwel tenietdeed [23]. Uit hetzelfde onderzoek bleek dat miR-16-1-3p de door TGF-β geïnduceerde actinehermodellering en de veranderingen die gepaard gaan met de epitheliaal-mesenchymale overgang remde, en dat gelijktijdige toediening de gevoeligheid voor cisplatine in wildtype U2OS-cellen verhoogde en het volume van de tumorknobbels en de uitzaaiingen in het kippen-chorioallantoïsmembraanmodel verminderde, wat mechanistisch inzicht verschaft in hoe dit microRNA de pro-metastatische tak van de TGF-β-signaalroute onderdrukt. Van uit osteoblasten afkomstige extracellulaire vesikels (OB-EV’s) werd aangetoond dat ze het gedrag van osteosarcoomcellen op een lijn-afhankelijke manier veranderen: in U2OS verminderden ze de metabolische activiteit (1,30-voudig) en de proliferatie (1,70-voudig) terwijl ze de apoptose verhoogden (1,15-voudig), terwijl de proliferatie van MG-63 4,9-voudig toenam. De bijbehorende transcriptomische profilering werd uitgevoerd in MNNG/HOS-cellen, waar 296 genen differentieel tot expressie kwamen, en de auteurs stellen miRNA-shuttling voor als een mogelijk bijdragend mechanisme dat nog functionele validatie vereist [24]. Metabole herprogrammering bij osteosarcoom werd onderzocht via single-cell-transcriptomica, waarbij stanniocalcine-2 (STC2) werd geïdentificeerd als een centrale glycolytische regulator die functioneel werd gevalideerd in MG-63- en U2OS-cellen met behulp van Seahorse-extracellulaire fluxanalyse [25].

DNA-herstel, regulering van de celcyclus en reactie op DNA-schade

U2OS is een van de meest gebruikte modellen in onderzoek naar DNA-herstel, grotendeels omdat de wildtype p53-achtergrond het mogelijk maakt het volledige spectrum van p53-afhankelijke schadereacties te onderzoeken. Een studie op genoomschaal bracht het door de celcyclus gereguleerde transcriptoom van U2OS in kaart, waarbij 2.140 periodiek tot expressie gebrachte transcripten werden geïdentificeerd die overeenkomen met 1.871 unieke genen verspreid over meerdere synchrone celcycli [52]. Door ChIP-seq voor de G2/M-transcriptiefactor FOXM1 te combineren met gepubliceerde ChIP-seq-gegevens voor E2F1, E2F4, E2F6, GABPA en het DREAM-complex, toonden de auteurs aan dat FOXM1 de promotors van G2/M-fase-genen sterk activeert en die welke in de S-fase worden geïnduceerd slechts zwak activeert, en dat een kernset van celcyclusgenen die U2OS en HeLa gemeen hebben, wordt gebonden door meerdere celcyclus-transcriptiefactoren. De dataset vestigde U2OS als een tweede, onafhankelijk gekarakteriseerd menselijk model voor het in kaart brengen van het celcyclus-transcriptoom en blijft een veelgebruikte referentie voor studies naar genregulatie van de menselijke celdelingscyclus.

Gain-of-function-mutaties in PPM1D/Wip1 — het fosfatase dat p53 inactiveren — leiden tot een aan het C-uiteinde verkorte, hyperactieve Wip1 en verstoren het p53-afhankelijke G1-controlepunt na DNA-schade; U2OS draagt een dergelijk verkortend allel (p.Arg458Ter) heterozygoot [7] [61]. Dit maakt U2OS tot een bruikbaar model om te bestuderen hoe Wip1-verkortingen een selectief groeivoordeel opleveren door de reactie op DNA-schade te verzwakken. De variabiliteit per cel in de reactie op DNA-schade werd gekwantificeerd in U2OS-cellen die werden blootgesteld aan 2 Gy fotonen; door 53BP1- en γH2AX-foci in zusterkernen van binucleaire cellen te vergelijken, toonden Płódowska et al. stochastische cel-tot-celruis aan bij de vorming van herstelfoci, die bovenop willekeurig verdeelde DNA-schade lag, waarbij de ruis 28% van de totale variabiliteit voor 53BP1-foci en 50% voor γH2AX-foci uitmaakte [26]. Analyse van de uitwisseling van zusterchromatiden in wekedelensarcoomlijnen, waaronder U2OS-vergelijkingscellen, bevestigde dat de endogene vorming van γH2AX correleert met genomische instabiliteit en mogelijk de respons op DNA-beschadigende behandelingen kan voorspellen [27].

U2OS-cellen werden gebruikt om somatische CAG-herhalingsuitbreiding bij de ziekte van Huntington te onderzoeken. Genetische verstoring van de MSH3 Y245/K246 IDL-bindingsplaats verminderde de DNA-interactie aanzienlijk en maakte een einde aan de herhalingsuitbreiding in een U2OS-lijn die mutant HTT-exon 1 tot expressie bracht, en farmacologische blokkade van dezelfde plaats verminderde de herhalingsuitbreiding in U2OS en, belangrijker nog, vertraagde ook de uitbreiding in medium spiny neuronen afkomstig van iPSC’s van HD-patiënten [28]. De afgeleide U2OS DR-GFP-lijn wordt op grote schaal gebruikt voor homologe recombinatiehersteltests, en er zijn meerdere knock-out-afgeleiden — waaronder RAD52-, TBK1- en OPTN-knock-outs — gegenereerd om specifieke componenten van het herstelpad te ontrafelen; deze zijn allemaal gecatalogiseerd als onderliggende vermeldingen van CVCL_0042 [61]. De TSC2-tumorsuppressor werd geïdentificeerd als een onderdrukker van stressgranules; in een preprint waarin dit werk werd gerapporteerd, leidde een door siRNA gemedieerde gedeeltelijke vermindering van TSC2 in U2OS-cellen niet tot spontane stressgranules, in tegenstelling tot het volledige verlies dat werd waargenomen in embryonale fibroblasten van muizen, waarmee TSC2 werd aangewezen als een drempelafhankelijke regulator van de assemblage van stressgranules [29]. Bij genoombrede screenings naar homozygote deleties en verstoringen van genen van het polariteitscomplex in panelen van kankercellijnen is ook gebruikgemaakt van U2OS-gegevens, wat heeft bijgedragen aan de identificatie van recessieve kankergenen en kenmerken van fragiele locaties [30] [31].

Circadiane biologie en genregulatie

U2OS is uitgegroeid tot een toonaangevend model voor onderzoek naar de circadiane klok bij zoogdieren. De cellen vertonen robuuste, zelfvoorzienende circadiane ritmes en worden routinematig gebruikt in combinatie met luciferase-reporters voor klokgenen voor realtime luminometrie. Burke et al. gebruikten U2OS-cellen die luciferase-reportergenen van klokgenen tot expressie brengen om aan te tonen dat cafeïne de circadiane periode op een dosisafhankelijke manier verlengt, en stelden door middel van farmacologische analyse en siRNA-knockdown vast dat de signalering via de adenosinereceptor — in plaats van de activiteit van de ryanodinereceptor of fosfodiësterase — verantwoordelijk is voor het effect [59]. Hetzelfde systeem ondersteunt chemische screening op grote schaal: bij een high-throughput-screening van bestaande geneesmiddelen in U2OS-cellen bleek dat ongeveer 5% de circadiane periode veranderde, waarbij dehydroepiandrosteron werd geïdentificeerd als een periodeverkortende verbinding en ABL1, ABL2 en het BCR-kinase in verband werden gebracht met de regulatie van de periode [60]. Deze eigenschappen zijn op grote schaal benut om de moleculaire mechanismen te karakteriseren die de centrale BMAL1/CLOCK-transcriptie-translatie-feedbacklus en de interacties daarvan met oncogene routes regelen.

In een recente preprint werd de endogene circadiane aard van c-MYC in U2OS-cellen onderzocht. Door een c-MYC-reporter te genereren en de oscillatiefase daarvan te vergelijken met die van BMAL1- en PER2-reporters, rapporteerden Kalyanaraman et al. dat de c-MYC-promotor ritmisch oscilleert in U2OS — een celijn met inherent lage MYC-niveaus — en dat deze oscillatie niet in fase is met de kerncomponenten van de klok [32]. Een op deze bevindingen gebaseerd computationeel model suggereerde dat MYC fungeert als een klokverstorer waarvan de timing de negatieve impact op de circadiane tijdmeting minimaliseert — een bevinding met implicaties voor het begrip van hoe oncogene MYC-overexpressie de circadiane fysiologie verstoort. Aangezien het hier om een preprint gaat, heeft dit werk de peer review nog niet doorlopen. Het illustreert niettemin de geschiktheid van U2OS voor het gelijktijdig onderzoeken van oncogenfunctie en circadiane regulatie.

U2OS is telomerase-negatief en onderhoudt zijn telomeren via alternatieve telomeerverlenging (ALT), het op recombinatie gebaseerde mechanisme dat voor het eerst werd gedocumenteerd in een subgroep van tumoren en van tumoren afgeleide cellijnen door Bryan et al. [58]. Dit maakt het tot een standaardmodel voor ALT-onderzoek, een mechanisme dat actief is in een subgroep van kankers, waaronder osteosarcomen. De lijn wordt ook vaak gebruikt in studies naar de dynamiek van histonmodificaties, de nucleaire architectuur en de chromatine-organisatie, waarbij gebruik wordt gemaakt van de grote kernen en de optische hanteerbaarheid ervan. Met fluorescerende markeringen voorziene histon- en kernporiënderivaten — waaronder U2OS EGFP-H2B en meerdere met CRISPR gemarkeerde NUP96-lijnen afgeleid van U2OS — hebben kwantitatieve beeldvorming van chromatine- en kerntransportprocessen met hoge ruimtelijke resolutie mogelijk gemaakt [61].

Endocytose en intracellulair transport

U2OS is uitgegroeid tot een standaardmodel voor het bestuderen van clathrine-gemedieerde endocytose (CME) en dynamine-GTPase-activiteit, dankzij de robuuste receptor-internaliseringsactiviteit en de geschiktheid voor kwantitatieve, op fluorescentie gebaseerde CME-assays waarbij de opname van transferrine-Alexa594 wordt gemeten. Een reeks sulfonadyn-verbindingen — arylsulfonamiden afgeleid van dansylcadaverine-analogen — werd gekarakteriseerd als GTP-competitieve dynamine I- en dynamine II-remmers, waarbij U2OS-cellen als primair CME-testplatform werden gebruikt [33]. Een Michaelis-Menten-kinetische analyse in dit systeem bevestigde het remmingsmechanisme, en de krachtigste analoog vertoonde ook anti-epileptische activiteit in diermodellen, waardoor op U2OS gebaseerde CME-testen zich profileren als een translationeel hulpmiddel voor de ontdekking van neurologische geneesmiddelen.

Los daarvan werden het uit zee afkomstige hydroxyquinon-sesquiterpeen bolinaquinon en verwante naftochinon-analogen geëvalueerd op CME-remmende activiteit in U2OS-cellen, waarbij structuuroptimalisatie op basis van de dichtheidsfunctionaaltheorie leidde tot analogen met aanzienlijk verbeterde potentie tegen zowel dynamine-GTPase als CME [34]. Deze studies illustreren hoe op U2OS gebaseerde CME-assays dienen als een gevoelig en reproduceerbaar platform voor onderzoek naar de structuur-activiteitsrelatie van endocytose-remmers. De consistente receptorexpressie en voorspelbare internaliseringskinetiek van deze cellijn maken het tot een voorkeurscelsysteem voor dit soort onderzoek.

Het lot van antisense-oligonucleotiden (ASO’s) na opname door de cel werd in U2OS-cellen gevolgd met behulp van levende-celmicroscopie, ratiometrische pH-metingen en driedimensionale gefocusseerde ionenbundel-scanningelektronenmicroscopie. In een preprint waarin dit werk werd beschreven, toonden Sitarska et al. aan dat zelfs onder omstandigheden waarbij het doel-RNA met meer dan 90% werd gereduceerd, minder dan 4% van de geïnternaliseerde ASO’s de kern bereikte, en dat ASO’s zich ophoopten in late endosomen, endolysosomen en lysosomen, waar ze luminaire neutralisatie induceerden zonder rekrutering van galectine-3 of scheuring van het beperkende membraan [35]. De auteurs stellen dat productieve ontsnapping in plaats daarvan eerder in de endocytose plaatsvindt, hoogstwaarschijnlijk in vroege of recycling-endosomen. U2OS-cellen werden ook gebruikt in een GLP-1R-activeringsassay — een U2OS-lijn die cAMP-gevoelige Nomad-biosensoren tot expressie brengt — om de metabolische effecten van een in fosfolipiden geformuleerd bergamotte-extract te evalueren, waarmee het nut van de lijn als een gemanipuleerd platform voor receptorexpressie voor de farmacologie van natuurlijke producten werd aangetoond [36]. De cybrid-technologie voor het bestuderen van mitochondriale DNA-mutaties werd verder ontwikkeld door de validatie van nieuw ontwikkelde mtDNA-vrije (ρ0) derivaten van HCT116, HT1080 en U2OS als ontvangercellijnen voor de generatie van transmitochondriale cybriden [37].

Proteomica, genomica en multi-omics-platforms

U2OS is een belangrijke referentiecellijn geweest in grootschalige proteomica-initiatieven. Het eerste specifieke proteoomprofiel van U2OS werd gegenereerd door Niforou et al. met behulp van tweedimensionale gelelektroforese gekoppeld aan MALDI-massaspectrometrie: ongeveer 3.000 spots werden uit twee 2-DE-gels gesneden en geanalyseerd, wat leidde tot de identificatie van 237 verschillende genproducten, waaronder 11 proto-oncogenen die verband houden met de kankercelstatus van de lijn [16]. In daaropvolgend onderzoek op basis van massaspectrometrie werd het absolute proteoom van deze lijn in de interfase en mitose gekwantificeerd — in de publicatie beschreven als een veelgebruikte menselijke cellijn en in Cellosaurus toegewezen aan U2OS —, waaruit bleek dat er ten minste ongeveer 10.000 eiwitten tot expressie komen, met een cellulaire abundantie die zeven ordes van grootte beslaat, tot 20 miljoen kopieën per cel [38] [61]. Vergelijkende proteomica van elf veelvoorkomende cellijnen toonde aan dat U2OS een kern van alom tot expressie gebrachte eiwitten deelt, terwijl er cel-type-specifieke variatie in functionele subsets zichtbaar is [39].

Grootschalige celoppervlakteproteomica met behulp van Cell Surface Capture-technologie bracht het oppervlakte-oom van U2OS in kaart, samen met 40 andere menselijke celtypen (in totaal 41 menselijke en 31 muizenceltypen), wat een bron vormt voor het identificeren van farmacologisch toegankelijke doelwitten op het celoppervlak [40]. In studies naar HLA-typering en de voorspelling van neo-epitopen werd U2OS meegenomen ter ondersteuning van de ontwikkeling van doelwitten voor immuuntherapie tegen kanker [41] [42]. De karakterisering via een reverse-phase-eiwitarray van meer dan 650 kankercellijnen omvatte ook U2OS, waarmee werd aangetoond dat fosfoproteomische gegevens een voorspellende waarde hebben voor geneesmiddelgevoeligheid die verder reikt dan die welke uitsluitend uit mRNA-metingen kan worden afgeleid [43]. De pan-kankerproteomische kaart, die 949 cellijnen omvat, integreerde de proteomische gegevens van U2OS verder met CRISPR-essentiëntiescreens en gegevens over de reactie op geneesmiddelen, waardoor duizenden eiwitbiomarkers van kwetsbaarheid voor kanker aan het licht kwamen [44].

Transcriptoomwijde karakterisering van 675 kankercellijnen door middel van RNA-sequencing bracht genfusies, mutatiesignaturen en de expressie van niet-menselijke sequenties in U2OS in kaart [45]. De CCLE-karakterisering van de volgende generatie breidde de profilering uit met gegevens over DNA-methylatie, histonmodificatie, microRNA-expressie en RNA-splicing in 1.072 lijnen, waarbij U2OS bijdroeg aan integratieve analyses van moleculaire kenmerken die ten grondslag liggen aan reacties op geneesmiddelen [46]. Kwantitatieve proteomica van het CCLE-panel identificeerde ontregeling van signaalroutes op eiwitniveau die niet duidelijk naar voren kwam uit genomische of transcriptomische gegevens alleen [47]. Cell Painting in combinatie met Thermal Proteome Profiling in U2OS-cellen bleek een krachtige strategie te zijn voor het afleiden van het werkingsmechanisme van geneesmiddelen door morfologische profilering te integreren met onbevooroordeelde detectie van eiwitdoelwitten [17]. Proteomische datasets van U2OS worden ook onderworpen aan kwaliteitscontrole op viroomniveau: er werd een xenoproteomische workflow ontwikkeld voor de niet-gerichte detectie van virale eiwitten in proteomische gegevens als algemene screeningsstap, waarbij de auteurs aanbevelen dat elke cellulaire proteoomdataset vóór publicatie wordt getest op niet-menselijke eiwitten [48]. Een integratieve epigenomische analyse van osteosarcoom, waarbij gebruik werd gemaakt van U2OS-cellen, identificeerde 350 genen met samenvallende genetische en epigenetische afwijkingen, wat het inzicht in het regulerende landschap dat de progressie van bottumoren bepaalt, heeft vergroot [49]. De eiwitexpressie in celmicroarrays werd ook geëvalueerd met behulp van U2OS-cellen ingebed in agarosematrices, waardoor gelijktijdige profilering van meerdere cellijnen in een weefselmicroarray-formaat mogelijk werd [50]. Vroege merkerreacties van U2OS-cellen op extracten van een met hyaluronzuur gecoat xenogeen bottransplantaat werden gekarakteriseerd met qRT-PCR: RUNX2 was 2,61-voudig opgereguleerd (p = 0,01), terwijl er geen significant effect werd gerapporteerd voor COL1A1, en de waargenomen verschillen in metabolische activiteit bleven na FDR-correctie niet significant [51]. De auteurs omschrijven het onderzoek als verkennend en pleiten voor validatie in primaire cellen en in vivo-modellen.

Conclusie

U2OS (CVCL_0042) is een opmerkelijk veelzijdige menselijke osteosarcoomcellijn die heeft bijgedragen aan fundamentele vooruitgang op het gebied van onderzoek naar botneoplasmata, DNA-reparatiebiologie, circadiane ritmewetenschap, endocytosefarmacologie en grootschalige omics-profilering. De wildtype TP53-achtergrond, de hechtende epitheliale morfologie, de snelle verdubbelingstijd en de diepgaande multi-omics-karakterisering maken het tot een uitzonderlijk goed onderbouwd experimenteel model. Van vroege HLA-typeringsstudies tot hedendaagse, op CRISPR gebaseerde functionele screens en ‘Cell Painting’-geneesmiddelenprofilering: U2OS heeft zich voortdurend aangepast aan de behoeften van de biomedische onderzoeksgemeenschap. Onderzoekers die op zoek zijn naar een betrouwbaar, uitgebreid gedocumenteerd model voor de biologie van osteosarcoom, celcyclusregulatie, DNA-schadereactie of high-throughput screening van verbindingen, zullen U2OS een onmisbaar hulpmiddel vinden. Bekijk de volledige specificaties of bestel U2OS-cellen direct op cytion.com.

Belangrijke publicaties

1. Pontén J, Saksela E (1967) Twee gevestigde in-vitro-cellijnen afkomstig van menselijke mesenchymale tumoren. International Journal of Cancer. PMID: 6081590
2. Fogh J (1986) Menselijke tumorlijnen voor kankeronderzoek. Cancer Investigation. PMID: 3518877
3. Fogh J, Wright WC, Loveless JD (1977) Afwezigheid van HeLa-celverontreiniging in 169 cellijnen afkomstig van menselijke tumoren. Journal of the National Cancer Institute. PMID: 833871
4. Espmark JA, Ahlqvist-Roth L, Särne L (1978) Weefseltyping van cellen in kweek. III. HLA-antigenen van gevestigde menselijke cellijnen. Tissue Antigens. PMID: 77569
5. Pollack MS, Heagney SD, Livingston PO (1981) Expressie van HLA-A-, B-, C- en DR-alloantigenen op 46 gekweekte menselijke tumorcellijnen. Journal of the National Cancer Institute. PMID: 7017212
6. Pautke C, Schieker M, Tischer T (2004) Karakterisering van de osteosarcoomcellijnen MG-63, Saos-2 en U-2 OS in vergelijking met menselijke osteoblasten. Anticancer Research. PMID: 15736406
7. Kleiblova P, Shaltiel IA, Benada J (2013) Gain-of-function-mutaties van PPM1D/Wip1 verstoren het p53-afhankelijke G1-controlepunt. The Journal of Cell Biology. PMID: 23649806
8. Ozaki T, Neumann T, Wai D (2003) Chromosomale veranderingen in osteosarcoomcellijnen, aangetoond door vergelijkende genomische hybridisatie en meerkleurige karyotypering. Cancer Genetics and Cytogenetics. PMID: 12645653
9. Selvarajah S, Yoshimoto M, Maire G (2007) Identificatie van cryptische microaberraties in osteosarcoom door middel van vergelijkende genomische hybridisatie met een high-definition oligonucleotide-array. *Cancer Genetics and Cytogenetics*. PMID: 17981215
10. Ottaviano L, Schaefer KL, Gajewski M (2010) Moleculaire karakterisering van veelgebruikte cellijnen voor onderzoek naar bottumoren: een trans-Europees EuroBoNet-initiatief. Genes, chromosomes & cancer. PMID: 19787792
11. Masuda H, Miller C, Koeffler HP (1987) Herschikking van het p53-gen bij menselijke osteogene sarcomen. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. PMID: 2823272
12. Diller L, Kassel J, Nelson CE (1990) p53 functioneert als een celcyclusregulerend eiwit bij osteosarcomen. Molecular and cellular biology. PMID: 2233717
13. Mohseny AB, Machado I, Cai Y (2011) Functionele karakterisering van osteosarcoomcellijnen levert representatieve modellen op voor onderzoek naar de ziekte bij de mens. Laboratory investigation; a journal of technical methods and pathology. PMID: 21519327
14. Müller CR, Paulsen EB, Noordhuis P (2007) Mogelijkheden voor de behandeling van liposarcomen met de MDM2-antagonist Nutlin-3A. International Journal of Cancer. PMID: 17354236
15. Barretina J, Caponigro G, Stransky N (2012) De Cancer Cell Line Encyclopedia maakt voorspellende modellering van de gevoeligheid voor antikankergeneesmiddelen mogelijk. Nature. PMID: 22460905
16. Niforou KM, Anagnostopoulos AK, Vougas K (2008) Het proteoomprofiel van de menselijke osteosarcoom-cellijn U2OS. Cancer Genomics & Proteomics. PMID: 18359981
17. Johansson C, Johansson M, Kasi PB (2026) Cell painting en thermische proteoomprofilering voor het afleiden van medicijndoelwitten en werkingsmechanismen. Molecular systems biology. PMID: 42141265
18. Yu M, Selvaraj SK, Liang-Chu MM (2015) Een hulpmiddel voor authenticatie, annotatie en kwaliteitscontrole van cellijnen. Nature. PMID: 25877200
19. Yang C, Ma Y, Shen W (2026) Lenvatinib induceert ferroptose-gerelateerde veranderingen in osteosarcoomcellen waarbij de p-STAT3/p53/xCT-as betrokken is. Frontiers in oncology. PMID: 42294277
20. Guma SR, Lee DA, Yu L (2014) Natural killer-celtherapie en aerosol-interleukine-2 voor de behandeling van longmetastasen bij osteosarcoom. Pediatric Blood & Cancer. PMID: 24136885
21. Teicher BA, Polley E, Kunkel M (2015) Screening van oncologische geneesmiddelen en experimentele middelen op sarcoomcellijnen identificeert patronen die verband houden met gen- en microRNA-expressie. Molecular Cancer Therapeutics. PMID: 26351324
22. Iorio F, Knijnenburg TA, Vis DJ (2016) Een overzicht van farmacogenomische interacties bij kanker. Cell. PMID: 27397505
23. Xue W, Wang Y, Smirnova AV (2026) miR-16-1-3p remt proliferatie en invasiviteit via de MDM2-p53-as in de TGF-β1-signaalroute bij osteosarcoom. Molecular Therapy. Oncology. PMID: 42318056
24. Giacchi L, Ucci A, Zelli V (2026) Effect van uit osteoblasten afkomstige extracellulaire vesikels op het transcriptieprofiel van osteosarcoomcellen: de rol van getransporteerde miRNA's. Biomedicines. PMID: 42193365
25. Hu X, Wang Q, Lin S (2026) Transcriptomica op het niveau van individuele cellen onthult glycolytische heterogeniteit en identificeert STC2 als een belangrijke regulator van metabolische herprogrammering bij osteosarcoom. Moleculaire en cellulaire biochemie. PMID: 42166004
26. Płódowska M, Drzazga D, Węgierek-Ciuk A (2026) Beoordeling van de variatie in de reactie op DNA-schade van individuele menselijke cellen die zijn blootgesteld aan fotonenstraling. Straling en milieubiophysica. PMID: 42301301
27. Salawu A, Wright K, Al-Kathiri A (2018) Zusterchromatide-uitwisseling en genomische instabiliteit bij wekedelensarcomen: mogelijke implicaties voor de respons op DNA-beschadigende behandelingen. Sarcoma. PMID: 29853780
28. Goold R, Donaldson J, Gidney F (2026) Genetische of farmacologische verstoring van de MSH3 Y245/K246 IDL-bindingsholte vertraagt de expansie van CAG-herhalingen. NAR Molecular Medicine. PMID: 42317610
29. Ma Y, Farny NG (2026) TSC2 is een remmer van stressgranules. bioRxiv. Preprint — niet peer-reviewed. PMID: 42239325
30. Bignell GR, Greenman CD, Davies H (2010) Kenmerken van mutatie en selectie in het kankergenoom. *Nature*. PMID: 20164919
31. Rothenberg SM, Mohapatra G, Rivera MN (2010) Een genoombrede screening op microdeleties onthult verstoring van genen van het polariteitscomplex in diverse vormen van kanker bij de mens. Cancer Research. PMID: 20215515
32. Kalyanaraman B, Ganesh D, Kunte VA (2026) c-MYC wordt op circadiane wijze getranscribeerd en fungeert als een klokverstorer waarvan de timing de effecten ervan minimaliseert. bioRxiv. Preprint — niet peer-reviewed. PMID: 42244582
33. Jones NC, Robertson MJ, Odell LR (2026) Sulfonadyn-verbindingen: een klasse van arylsulfonamiden die dynamine-GTPase en door clathrine gemedieerde endocytose remmen en in diermodellen antiepileptisch werken. ACS Chemical Biology. PMID: 42313002
34. O'Brien NS, Ghods A, Xue J (2025) Van bolinaquinon, een marien hydroxyquinon-sesquiterpeen, tot naftochinonen met clathrineremmende effecten. RSC Medicinal Chemistry. PMID: 41884311
35. Sitarska E, Saminathan A, Scanavachi G (2026) Naakte antisense-oligonucleotiden blijven endolysosomaal opgesloten ondanks geïnduceerde membraanschade. bioRxiv. Preprint — niet peer-reviewed. PMID: 42182263
36. Khan A, Mella RM, Villacé P (2026) In-vitro-evaluatie van de GLP-1R-gerelateerde activiteit van een duurzaam, gestandaardiseerd bergamotextract in fosfolipideformulering. Biomedicines. PMID: 42193436
37. Weaver L, Alexeyev MF (2026) Een verbeterde methode voor het genereren van transmitochondriale cybriden. Cells. PMID: 42193905
38. Beck M, Schmidt A, Malmstroem J (2011) Het kwantitatieve proteoom van een menselijke cellijn. Molecular systems biology. PMID: 22068332
39. Geiger T, Wehner A, Schaab C (2012) Vergelijkende proteomische analyse van elf gangbare cellijnen onthult alomtegenwoordige maar variërende expressie van de meeste eiwitten. Molecular & cellular proteomics. PMID: 22278370
40. Bausch-Fluck D, Hofmann A, Bock T (2015) Een op massaspectrometrie gebaseerde atlas van celoppervlakte-eiwitten. PloS one. PMID: 25894527
41. Boegel S, Löwer M, Bukur T (2014) Een catalogus van HLA-typen, HLA-expressie en kandidaat-neo-epitopen in menselijke kankercellijnen. Oncoimmunology. PMID: 25960936
42. Scholtalbers J, Boegel S, Bukur T (2015) TCLP: een online catalogus van kankercellijnen waarin HLA-type, voorspelde neo-epitopen, virus- en genexpressie zijn geïntegreerd. Genome Medicine. PMID: 26589293
43. Li J, Zhao W, Akbani R (2017) Karakterisering van menselijke kankercellijnen met behulp van reverse-phase-eiwitarrays. Cancer Cell. PMID: 28196595
44. Gonçalves E, Poulos RC, Cai Z (2022) Pan-kankerproteomische kaart van 949 menselijke cellijnen. Cancer Cell. PMID: 35839778
45. Klijn C, Durinck S, Stawiski EW (2015) Een uitgebreid transcriptieprofiel van menselijke kankercellijnen. Nature Biotechnology. PMID: 25485619
46. Ghandi M, Huang FW, Jané-Valbuena J (2019) Karakterisering van de volgende generatie van de Cancer Cell Line Encyclopedia. Nature. PMID: 31068700
47. Nusinow DP, Szpyt J, Ghandi M (2020) Kwantitatieve proteomica van de Cancer Cell Line Encyclopedia. Cell. PMID: 31978347
48. Chernobrovkin AL, Zubarev RA (2014) Detectie van virale eiwitten in menselijke cellijnen door middel van xeno-proteomica: het wegnemen van het laatste geldige excuus om niet elke cellulaire proteoomdataset op virale eiwitten te testen. PloS one. PMID: 24618588
49. Kresse SH, Rydbeck H, Skårn M (2012) Integratieve analyse onthult verbanden tussen genetische en epigenetische veranderingen bij osteosarcoom. PloS one. PMID: 23144859
50. Andersson AC, Strömberg S, Bäckvall H (2006) Analyse van eiwitexpressie in celmicroarrays: een hulpmiddel voor op antilichamen gebaseerde proteomica. The Journal of Histochemistry and Cytochemistry. PMID: 16957166
51. Mayer Y, Abu Sada H, Zigdon Giladi H (2026) Vroege reacties van osteogene en stromale markers van osteoblastachtige en beenmergstromale cellijnen op een met hyaluronzuur gecoat xenogeen bottransplantaat: een verkennende in-vitroanalyse. Dentistry Journal. PMID: 42187668
52. Grant GD, Brooks L 3rd, Zhang X (2013) Identificatie van door de celcyclus gereguleerde genen die periodiek tot expressie komen in U2OS-cellen en de regulatie daarvan door de transcriptiefactoren FOXM1 en E2F. Molecular Biology of the Cell. PMID: 24109597
53. Wang F, Wu P, Qin S (2021) Curcine C remt de proliferatie van de osteosarcoomcellijn U2OS door ROS-geïnduceerde apoptose, autofagie en celcyclusstilstand via activering van de JNK-signaalroute. International Journal of Biological Macromolecules. PMID: 34896468
54. Chen S, Jin Z, Dai L (2017) Aloperine induceert apoptose en remt de invasie in menselijke osteosarcoomcellen van de lijnen MG-63 en U2OS. Biomedicine & pharmacotherapy. PMID: 29080457
55. Chen JM, Zhang J, Xia YM (2018) De metaboliet steviol, een natuurlijke zoetstof, remt de proliferatie van de menselijke osteosarcoomcellijn U2OS. Oncology Letters. PMID: 29552164
56. Kasiram MZ, Hapidin H, Abdullah H (2022) Tanninezuur versterkt het effect van cisplatine op de celproliferatie en apoptose van de menselijke osteosarcoomcellijn (U2OS). Pharmacological reports. PMID: 34652600
57. Erdogan MK, Usca AB (2025) Galluszuur versterkt door olaparib geïnduceerde celdood en vermindert de resistentie tegen olaparib in de menselijke osteosarcoom-U2OS-cellijn. Current Issues in Molecular Biology. PMID: 39996825
58. Bryan TM, Englezou A, Dalla-Pozza L (1997) Bewijs voor een alternatief mechanisme voor het behoud van de telomeerlengte in menselijke tumoren en van tumoren afgeleide cellijnen. Nature Medicine. PMID: 9359704
59. Burke TM, Markwald RR, McHill AW (2015) Effecten van cafeïne op de menselijke circadiane klok in vivo en in vitro. Science Translational Medicine. PMID: 26378246
60. Tamai TK, Nakane Y, Ota W (2018) Identificatie van modulatoren van de circadiane klok uit bestaande geneesmiddelen. EMBO Molecular Medicine. PMID: 29666146
61. Cellosaurus. U2OS (CVCL_0042). SIB Swiss Institute of Bioinformatics. Beschikbaar op: https://www.cellosaurus.org/CVCL_0042 (geraadpleegd op 11 augustus 2026)