CHO-K1-cellen: Een hoofdbestanddeel in biotechnologische onderzoekstoepassingen
CHO-K1 cellen zijn een afgeleide van de Chinese hamster ovarium (CHO) cellijn. Ze worden veel gebruikt in de industriële biotechnologie om biofarmaceutica en andere recombinante eiwitten te produceren. Daarnaast wordt de CHO-K1 cellijn ook gebruikt voor toxicologisch onderzoek. Onderzoekers manipuleren deze cellen genetisch om glycosylering te verbeteren, apoptose te verminderen en de algehele productiviteit te verhogen.
Dit artikel helpt je bij het doornemen van bijna alle waardevolle kennis over de CHO-K1 cellijn die je werk ermee kan vergemakkelijken. Specifiek gaat het over:
- Oorsprong en algemene kenmerken: CHO-K1 cellen
- CHO-K1 cellijn: Informatie over het kweken
- Voordelen en beperkingen van CHO-K1 cellen
- Toepassingen van CHO-K1 cellijn in onderzoek
- CHO-K1 cellen: Publicaties
- Hulpmiddelen voor CHO-K1 cellijn: Protocollen, video's en meer
1.oorsprong en algemene kenmerken: CHO-K1 cellen
De algemene kenmerken en oorsprong van een cellijn bepalen het gebruik ervan in onderzoek. In dit gedeelte leer je meer over de oorsprong en kenmerken van de beroemde CHO-K1 cellijn. Je zult het volgende weten: Waar komt de CHO-K1 cel vandaan? Hoe groot zijn CHO-K1 cellen? Wat is de volledige vorm van de CHO-K1 cellijn? Wat is de morfologie van de CHO-K1 cel?
- CHO-K1 of Chinese hamster eierstok cellijn K1 is een subkloon van de ouderlijke CHO-cellen die is ontstaan uit de biopsie van een volwassen vrouwelijke Chinese hamster eierstok in 1957. De oorspronkelijke cellijn werd ontwikkeld door T.T. Puck en collega's van de University of Colorado Medical School, Denver, VS [1].
- CHO-K1 cellijn vertonen een epitheliale morfologie.
- De diameter van CHO-K1 cellen is ongeveer 0,001 millimeter. Interessant is dat de cellen aanvankelijk groot zijn, maar na verloop van tijd klein worden.
- Het CHO-K1 genoom bestaat uit een vergelijkbaar aantal chromosomen als menselijke cellen. Ze hebben een diploïd karyotype en hebben minder chromosomale afwijkingen.
CHO-K1 vs CHO-S cellijn
Beide cellijnen zijn CHO-derivaten. Ze verschillen in de manier waarop deze cellen groeien en zich vermenigvuldigen. CHO-S cellen zijn aangepast om in culturen te groeien, terwijl CHO-K1 genetisch gemanipuleerd kan worden om aanhangende cellen en suspensiecellen te produceren.
2.cHO-K1 cellijn: Informatie over het kweken
De CHO-K1 cellijn wordt veel gebruikt in industrieel biotechnologisch onderzoek. Het zijn gemakkelijk te onderhouden cellijnen. Als je op de hoogte bent van de belangrijkste punten bij het kweken van CHO-K1 cellen, kun je er gemakkelijk mee omgaan. Dit gedeelte helpt je bij het leren: Zijn CHO-K1 cellen adherent? Wat is de verdubbelingstijd van CHO-K1 cellen? Welke media worden gebruikt voor CHO-celkweek? Wat is de zaaidichtheid van CHO-K1?
Belangrijkste punten voor het kweken van CHO-K1 cellen
|
Populatieverdubbelingstijd: |
De CHO-K1 verdubbelingstijd is ongeveer 22 uur. |
|
Aanwezig of in suspensie: |
CHO-K1 cellen zijn adherent. Ze kunnen echter genetisch worden gemodificeerd tot CHO-K1 suspensiecellen. |
|
Zaaidichtheid: |
CHO-K1 zaaidichtheid is 1 x104 cellen/cm2. Bij deze dichtheid kunnen de cellen in ongeveer 6 dagen een confluente laag vormen. Voor adherente cellen worden de cellen gespoeld met 1 x PBS en gedurende 8 tot 10 minuten bij omgevingstemperatuur geïncubeerd. Gedissocieerde cellen worden toegevoegd aan vers medium en gecentrifugeerd. Geoogste cellen worden geresuspendeerd en in de nieuwe kolf gegoten om te groeien. |
|
Groeimedium: |
Ham's F12 groeimedium aangevuld met 10% FBS, 1,0 mM stabiele glutamine, 1,0 mM natriumpyruvaat en 1,1 g/L NaHCO3 wordt gebruikt om CHO-K1 cellen te kweken. De media moeten 2 tot 3 keer per week worden vervangen. |
|
Groeicondities: |
CHO-K1 culturen worden gehouden in een 37 ° C bevochtigde incubator met een 5% CO2 toevoer. |
|
Opslag: |
Bevroren CHO-K1-cellen worden bewaard bij temperaturen onder -150°C of in de dampfase van vloeibare stikstof. |
|
Invriesproces en medium: |
CM-1 of CM-ACF invriesmedia worden gebruikt voor het invriezen van CHO-K1 cellen. Voor het invriezen van CHO-K1 cellen wordt een langzaam vriesproces gebruikt waarbij de temperatuur geleidelijk met 1°C daalt. |
|
Ontdooiproces: |
Bevroren CHO-K1 cellen worden in een waterbad van 37°C gehouden totdat er een klein ijsklontje overblijft. Ontdooide cellen worden toegevoegd met verse kweekmedia en in de nieuwe kolf met kweekmedia gegoten met een dichtheid van 5 x104 cellen/cm2. Het duurt bijna 24 tot 48 uur voordat de cellen goed tot leven komen. |
|
Bioveiligheidsniveau: |
CHO-K1-culturen worden gehanteerd en onderhouden in laboratoria met bioveiligheidsniveau 1. |
3.voordelen en beperkingen van CHO-K1 cellen
CHO-K1 is een onderzoeksinstrument van onschatbare waarde. Door de unieke combinatie van voordelen en beperkingen onderscheidt het zich van andere cellijnen. In dit gedeelte worden enkele voor- en nadelen van de CHO-K1 cellijn besproken.
Voordelen
De belangrijkste voordelen van de CHO-K1 cellijn zijn:
|
Geschikt voor transfectie |
CHO-K1 cellen worden veel gebruikt in transfectiestudies. Ze kunnen stabiel getransfecteerd worden via verschillende fysische en chemische procedures. Vanwege hun hoge transfectiegevoeligheid worden CHO-K1 cellen veel gebruikt voor de productie van recombinante eiwitten en andere biofarmaceutica. |
|
Snelle groei en eenvoudige kweek |
De verdubbelingstijd van CHO-K1 cellen is slechts 22 uur, waardoor ze een hoge groeisnelheid hebben en ideaal zijn voor industrieel biotechnologisch gebruik. Bovendien maakt de aanpassing van CHO-K1 suspensie ze nuttig voor de productie van grote hoeveelheden biofarmaceutica. Bovendien zijn ze gemakkelijk te kweken en te onderhouden in laboratoria en vereisen ze geen moeilijke kweekomstandigheden en -procedures. |
|
Lage frequentie van chromosoomafwijkingen |
CHO-K1 is een goed gekarakteriseerd en gevestigd modelsysteem. Het CHO-K1 genoom is stabiel en heeft maar weinig chromosoomafwijkingen. Daarom zijn het ideale gastheren voor de productie van recombinante eiwitten. |
Beperkingen
Hier volgen enkele beperkingen van de CHO-K1 cellijn:
|
Niet-menselijke oorsprong |
Hoewel CHO-K1 cellen het vermogen hebben om mensachtige glycosyleringspatronen uit te voeren, zijn ze van niet-menselijke oorsprong. Dit kan een probleem zijn bij het bestuderen van zeer mens-specifieke celprocessen en de immunogeniciteit van therapeutische middelen. |
|
Heterogeniteit |
CHO-K1 cellen kunnen lichtjes verschillende genetische kenmerken vertonen binnen dezelfde populatie, wat resulteert in genetische heterogeniteit. Dit kan van invloed zijn op cellulaire functies en variabiliteit in eiwitexpressieniveaus veroorzaken, wat de reproduceerbaarheid van experimentele resultaten kan beïnvloeden. |
4.toepassingen van CHO-K1 cellijn in onderzoek
De CHO-K1 cellijn heeft talloze toepassingen in industriële biotechnologie en toxicologisch onderzoek. Hier bespreken we enkele specifieke toepassingen.
- Recombinante eiwitproductie: CHO-K1 cellen zijn onderzoeksinstrumenten van onschatbare waarde voor de productie van recombinante eiwitten, waaronder antilichamen, therapeutische eiwitten en enzymen. Hun hoge groeisnelheid en gemakkelijke kweekomstandigheden helpen bij de productie van grote hoeveelheden recombinante eiwitten met de juiste vouwing en glycosylering. In een studie uitgevoerd door Kritika Gupta werden bijvoorbeeld CHO-K1 cellen gebruikt en stabiel getransfecteerd om een recombinant monoklonaal antilichaam tegen tumornecrosefactor-alfa (TNF-α) te produceren [2]. CHO K1 antilichaam productie is vrij betrouwbaar en handig. Onderzoekers modificeren deze cellen ook om de productie van CHO K1 antilichamen te verbeteren. In een studie werden CHO-K1 cellen bijvoorbeeld genetisch gemanipuleerd om antilichamen te produceren met hoge ratio's van a-fucosylated Fc-attached N-glycans, wat belangrijk is voor hun effectorfunctie [3].
- Toxicologisch onderzoek: De CHO-K1 cel wordt vaak gebruikt voor het ontdekken en screenen van geneesmiddelen. Ze kunnen worden gebruikt om de toxiciteit en werkzaamheid van potentiële geneesmiddelen te evalueren. Bovendien gebruiken onderzoekers CHO-K1 cellen om interacties tussen geneesmiddelen en doelwitten te onderzoeken en het metabolisme van geneesmiddelen te bestuderen. Er zijn verschillende onderzoeken uitgevoerd om de mogelijke therapeutische effecten van plantenextracten, verbindingen, nanodeeltjes, therapeutische eiwitten en andere middelen te beoordelen met behulp van de CHO-K1 cellijn. Een soortgelijk onderzoek werd uitgevoerd in 2022 waarin onderzoekers het cytotoxische potentieel van flavonoïde-rijke plantenextracten in CHO-K1 cellen maten [4]. Evenzo evalueerde een onderzoek uitgevoerd door Ryan Deweese en collega's de cytotoxiciteit van Baptisia australis, Trifolium pratense en Rubus idaeus extracten op CHO-K1-cellen van de Chinese hamster eierstok [5].
5.cHO-K1-cellen: Publicaties
Hieronder volgen enkele interessante onderzoekspublicaties over CHO-K1 cellen.
Deze studie, gepubliceerd in Molecular Biology Reports (2023), stelt de positieve effecten voor van overexpressie van het SIRT6-gen op de levensvatbaarheid van CHO-K1 cellen en de expressie van antilichamen.
Deze publicatie staat in het Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers (2021). De onderzoeksresultaten tonen het potentieel van CRISPR-Cas13d voor het genetisch modificeren van CHO-K1-cellen voor verbeterde antilichaamproductie wat betreft kwaliteit en kwantiteit.
Dit onderzoeksartikel uit Nature Scientific Reports (2018) suggereerde maltose als veelbelovende energiebron voor het kweken van CHO-K1-cellen in een eiwitvrij medium en het verbeteren van de productie van recombinante monoklonale antilichamen.
Deze studie in het Indonesian Journal of Cancer Chemoprevention (2018) gebruikte CHO-K1-cellen om de potentiële cytotoxische en antigenotoxische effecten van ethanolisch extract van zwarte peper alleen en in combinatie met doxorubicine te evalueren.
Dit onderzoek werd in 2019 gepubliceerd in The Nucleus. Hierin beoordeelden onderzoekers het cytotoxische en genotoxische potentieel van zilveren nanodeeltjes in de CHO-K1-cellijn.
6.bronnen voor CHO-K1 cellijn: Protocollen, video's en meer
CHO-K1 is een beroemde cellijn. De beschikbare bronnen met CHO-K1 kweek- en transfectieprotocollen worden hier genoemd.
- CHO-K1 transfectie: Deze link beschrijft het CHO-K1 transfectieprotocol. Het is een stap-voor-stap handleiding voor het transfecteren van plasmide DNA in CHO-K1 cellen met behulp van Lipofectamine LTX Reagent.
- CHO-K1 transfectie tutorial: Deze video legt de transiënte CHO-K1 transfectieprocedure in detail uit.
Hier zijn enkele bronnen die het celkweekprotocol voor CHO-K1 cellen beschrijven.
- CHO-K1 cellen: Deze website link bevat nuttige informatie over CHO-K1 cellen, waaronder CHO-K1 media recept, subcultuur, en ontdooien protocol.
Referenties
- Gamper, N., J.D. Stockand, and M.S. Shapiro, The use of Chinese hamster ovary (CHO) cells in the study of ion channels. J Pharmacol Toxicol Methods, 2005. 51(3): p. 177-85.
- Gupta, K., et al., A Stable CHO K1 Cell line for producing recombinant monoclonal antibody against TNF-α. Moleculaire biotechnologie, 2021. 63(9): p. 828-839.
- Popp, O., et al. Development of a pre-glycoengined CHO-K1 host cell line for the expression of antibodies with enhanced Fc mediated effector function. in MAbs. 2018. Taylor & Francis.
- Kurchatova, M., et al., Cytotoxicity of Flavonoid-Containing Plant Extracts toward the CHO Cell Line: a Comparative Study. Cel- en Weefselbiologie, 2022. 16(1): p. 80-85.
- Deweese, R., et al., Cytotoxische effecten van extracten van Trifolium pratense, Baptisia australis en Rubus idaeus op CHO-K1-cellen. GSC Advanced Research and Reviews, 2021. 8(1): p. 128-139.