NIH-3T3-cellen: vooruitgang in het onderzoek naar fibroblasten en de toepassingen van NIH-3T3

De NIH-3T3-cellijn, die in 1962 door Howard Green en George Todaro aan de New York University School of Medicine werd opgezet uit het weefsel van een 17 dagen oud embryo van een Zwitserse albino-muis, is uitgegroeid tot een fundamentele bron voor biomedisch onderzoek. NIH-3T3-cellen staan bekend om hun hoge gevoeligheid voor de vorming van focussen van het leukemievirus en het sarcoomvirus en dienen als een cruciaal hulpmiddel voor een groot aantal wetenschappelijke onderzoeken, waaronder virale oncologische studies, genexpressieanalyse en onderzoek naar de dynamiek van celgroei. De benaming „3T3“ verwijst naar de celkweekmethode en staat voor een „3-daagse overdracht“ met een initiële zaaidichtheid van 3 × 10^5 cellen, waarmee de gestandaardiseerde omstandigheden worden benadrukt waaronder deze cellen voor het eerst werden gekweekt en vermeerderd.

Diverse morfologieën en toepassingen van NIH-3T3-cellen

Een van de kenmerkende eigenschappen van NIH-3T3-cellen is hun morfologische aanpassingsvermogen, dat aanzienlijk varieert naargelang de confluentie van de kweek. Bij lagere dichtheden vertonen deze fibroblasten een spoelvormige, solitaire celstructuur, die evolueert naar dichte, wervelende patronen naarmate de populatie confluentie bereikt. Met een gemiddelde diameter van ongeveer 18 μm bieden NIH-3T3-cellen een veelzijdig model voor diepgaand celbiologisch onderzoek, variërend van weefselherstelmechanismen tot de ingewikkelde routes van de regulering van de celcyclus.

Informatie over het kweken

Een Zwitserse albino-muis in een laboratorium.

Voor- en nadelen van het gebruik van NIH 3T3-cellen

Voordelen

• Transfectie-efficiëntie: NIH-3T3-cellen staan bekend om hun hoge transfectiepercentages en zijn uitstekend geschikt voor zowel tijdelijke als stabiele genexpressiestudies, waarbij ze geschikt zijn voor diverse transfectietechnieken.

• Toepassing als feedercel: Deze cellen dienen vaak als ondersteunende feedercel voor co-culturen met cellen zoals keratinocyten en stamcellen, dankzij de afgifte van groeifactoren die de groei van de geco-cultiveerde cellen bevorderen.

• Stamcelonderzoek: NIH-3T3-cellen zijn een voorkeurskeuze in stamcelonderzoek voor het induceren van pluripotentie zonder genetische modificatie en het bieden van een gunstige omgeving voor stamceldifferentiatie.

• Kweekstabiliteit: NIH-3T3-cellen staan bekend om hun stabiliteit en de lage frequentie van spontane transformatie. Onder bepaalde omstandigheden of na blootstelling aan specifieke oncogenen of mutagene stoffen kunnen NIH-3T3-cellen echter spontane transformatie ondergaan. Deze transformatie kan leiden tot het verwerven van kankereigenschappen, zoals ongecontroleerde groei, verlies van contactremming en het vermogen om tumoren te vormen wanneer ze in vatbare gastheren worden geïnjecteerd. 

Nadelen

• Inconsistente celgrootte: De langgerekte, spoelachtige morfologie van NIH-3T3-cellen kan variëren, wat beeldanalyses in assays bemoeilijkt.

• Gevoeligheid voor infecties: Deze cellen zijn vatbaar voor bacteriële en mycoplasma-infecties als ze niet onder strikte aseptische omstandigheden worden gehouden, wat de integriteit van het experiment kan beïnvloeden.

Onderzoekstoepassingen van NIH-3T3-cellen

• DNA-transfectieonderzoeken: Dankzij hun robuustheid zijn NIH-3T3-cellen ideaal voor het introduceren en bestuderen van de functie van diverse genen, zoals aangetoond in onderzoek naar eiwitten zoals NAB2-STAT6 en hun rol in cellulaire processen.

• Op cellen gebaseerde assays: Hun betrouwbaarheid strekt zich uit tot diverse assays, waaronder levensvatbaarheids-, apoptose- en focusvormingsassays, die inzicht bieden in cellulaire reacties onder verschillende experimentele omstandigheden.

• Onderzoek naar de celcyclus: De eenvoudige manipulatie van de celcyclus van deze cellijn via serumconcentraties maakt deze tot een krachtig model voor het bestuderen van de regulatie van de celcyclus en de afwijkingen daarin in de context van ziekten.

Til je onderzoek naar een hoger niveau met NIH-3T3-cellen

Een overzicht van belangrijke onderzoeken met de fibroblastcellijn NIH 3T3 

De NIH-3T3-cellijn heeft een cruciale rol gespeeld in talrijke onderzoeksprojecten, die verschillende facetten van de celbiologie bestrijken. Hieronder volgen enkele belangrijke studies waarin deze cellen zijn gebruikt:

• Onderzoek naar het NAB2-STAT6-fusie-eiwit: Deze studie, gepubliceerd in *Biochemical and Biophysical Research Communications*, gaat dieper in op de invloed van het NAB2-STAT6-fusie-eiwit op NIH-3T3-cellen, met name de rol ervan bij het bevorderen van celgroei en -migratie via EGR-1-regulatie.
• Onderzoek naar APOBEC3 en het muizenleukemievirus: Dit onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Virology, onderzoekt de hypermutatie van het AKV-muizenleukemievirus in NIH-3T3-cellen die het muizen-APOBEC3-gen tot expressie brengen.
• Evaluatie van het antimetastatisch potentieel van epigenetische geneesmiddelen: In Oncotargets and Therapy beoordeelt deze studie de antimetastatische effecten van hydralazine en valproïnezuur op RAS-getransformeerde NIH-3T3-cellen.
• De invloed van baicaleïne op de proliferatie en collageensynthese van NIH-3T3-cellen: Dit onderzoek maakt gebruik van NIH-3T3-cellen om te onderzoeken hoe baicaleïne de celproliferatie en collageenproductie beïnvloedt via modulatie van de miR-9/insuline-achtige groeifactor-1-as.
• Onderzoek naar riboflavinedeficiëntie en tumorontwikkeling: Deze studie presenteert bevindingen over hoe riboflavinedeficiëntie in NIH-3T3-cellen bijdraagt aan tumorontwikkeling door celproliferatie te bevorderen en de regulatie van celcyclusgenen te verstoren.

Essentiële bronnen voor onderzoek met NIH-3T3-cellen

Voor onderzoekers die met NIH-3T3-cellen willen werken, zijn er diverse bronnen beschikbaar als leidraad voor kweek- en experimentele protocollen:

• Sferoïdevorming in NIH-3T3-cellen: Deze video biedt een gedetailleerde uitleg over het vormen van sferoïden, een 3D-celkweektechniek waarbij NIH-3T3-cellen worden samengevoegd tot clusters, wat een fysiologisch relevanter model voor onderzoek oplevert.
• Monitoring van de groei van NIH-3T3-cellen: Met behulp van het JuLI Br-systeem voor live celbeeldvorming legt deze video de groeidynamiek van NIH-3T3-cellen gedurende 65 uur vast en toont zo de celproliferatie in realtime.

Deze bronnen zijn bedoeld om uw onderzoek met NIH-3T3-cellen te ondersteunen en vormen een basis voor succesvolle experimenten en ontdekkingen.

Referenties

1. Rahimi, A.M., M. Cai en S. Hoyer-Fender, Heterogeniteit van de NIH3T3-fibroblastcellijn. Cells, 2022. 11(17): p. 2677.
2. Leibiger, C., et al., Eerste moleculair-cytogenetische karakterisering met hoge resolutie van de NIH 3T3-cellijn door middel van multicolor-banding bij muizen. Journal of Histochemistry & Cytochemistry, 2013. 61(4): p. 306-312.
3. Wang, H.-X., et al., Vergelijkende analyse van verschillende feederlagen met 3T3-fibroblasten voor het kweken van limbaalstamcellen van konijnen. International Journal of Ophthalmology, 2017. 10(7): p. 1021.
4. Wang, Z., et al., Differentiatie van neuronale cellen uit NIH/3T3-fibroblasten onder gedefinieerde omstandigheden. Development, growth & differentiation, 2011. 53(3): p. 357-365.
5. Park, Y.-S., et al., Het NAB2-STAT6-fusie-eiwit bemiddelt celproliferatie en oncogene progressie via regulatie van EGR-1. Biochemical and Biophysical Research Communications, 2020. 526(2): p. 287-292.
6. Mattsson, M., Expressie van het Sloppymerase™ in NIH/3T3-cellen: onderzoek naar de veelzijdigheid van een foutgevoelig fusiepolymerase. 2021.
7. Sahinturk, V., et al., Acrylamide oefent zijn cytotoxiciteit uit in NIH/3T3-fibroblastcellen via apoptose. Toxicology and Industrial Health, 2018. 34(7): p. 481-489.
8. Lusi, E.A. en F. Caicci, Ontdekking van het eerste menselijke retro-gigantvirus: beschrijving van de morfologie, het retrovirale kinase en het vermogen om tumoren bij muizen te induceren. bioRxiv, 2019: p. 851063.
9. Endo, M., et al., E2F1-Ror2-signalering bemiddelt gecoördineerde transcriptieregulatie om de G1/S-faseovergang in door bFGF gestimuleerde NIH/3T3-fibroblasten te bevorderen. The FASEB Journal, 2020. 34(2): p. 3413-3428.
10. Long, L., et al., Riboflavine-uitputting bevordert tumorontwikkeling in HEK293T- en NIH3T3-cellen door celproliferatie in stand te houden en de transcriptie van genen die verband houden met de celcyclus te reguleren. The Journal of Nutrition, 2018. 148(6): p. 834-843.