Gepubliceerd: 2023 | Laatst herzien: mei 2026

HEK293-cellen: een hoeksteen in modern celonderzoek en biotechnologie

Human embryonic kidney 293 (HEK293)-cellen zijn een menselijke embryonale niercellijn die in de wetenschappelijke gemeenschap enorm populair is geworden vanwege hun veelzijdigheid en bruikbaarheid in een breed scala aan onderzoekstoepassingen. De cellijn werd begin jaren zeventig opgezet en wordt sindsdien gebruikt voor de ontwikkeling van vaccins, kankeronderzoek, het testen van geneesmiddelen en signaaltransductie. In deze blogpost worden alle aspecten van de HEK293-cellijn belicht, waaronder de oorsprong, kweekinformatie, voor- en nadelen, toepassingen en bronnen.

HEK293-cellen: algemene informatie en oorsprong

Wat zijn HEK293-cellen?

HEK293-cellen zijn een menselijke embryonale niercellijn afkomstig van het nierweefsel van een selectief beëindigd menselijk embryo van onbekende afkomst. De cellen werden begin jaren zeventig geïsoleerd door de Nederlandse bioloog Alex Van der Eb. Later werden ze door onderzoeker Frank Graham geïmmortaliseerd door middel van een transformatie met een verkort adenovirus 5.

Aanvankelijk leek het transformeren van de cellen een uitdaging. Na vele voortdurende inspanningen vond er echter celgroei plaats vanuit een geïsoleerde, enkelvoudige getransformeerde kloon [1]. De transfectie van de cel met adenovirus 5 leidde tot de opname van de E1A- en E1B-genen in het genoom van de cel, wat celdood voorkomt en een overvloedige eiwitproductie mogelijk maakt. Vóór de onsterfelijkmaking waren de foetale niercellen niet adequaat gekarakteriseerd, dus hun exacte celtype is onbekend.

Embryonale nieren bestaan uit endotheel-, epitheel- en fibroblastcellen, dus HEK 293-cellen behoren waarschijnlijk tot deze cellen. Het mRNA en de genproducten suggereren echter dat het neuronale cellen zijn. Het is mogelijk dat de toevoeging van Ad5 het cellulaire fenotype en de genexpressie heeft veranderd. Leuk weetje: De "293" in HEK293 verwijst naar het 293e experiment dat door Graham werd uitgevoerd.

Leuk weetje: De "293" in HEK293 verwijst naar het 293e experiment dat door Graham werd uitgevoerd.

Kenmerken van HEK293-cellen

• Morfologie
• Celgrootte
• Genome en ploïdie (chromosoomaantal)

HEK293-cellen hebben een vorm die lijkt op die van epitheelcellen. Embryonale nieren bestaan voornamelijk uit fibroblasten, endotheelcellen en epitheelcellen. 293-cellen lijken dus qua vorm op een van deze celtypen.

De grootte van HEK 293-cellen ligt tussen de 11 en 15 µm, wat kan worden beïnvloed door de kweekomstandigheden. In kweek kunnen de cellen er afgeplat uitzien wanneer ze op een oppervlak worden gekweekt, of rond wanneer ze in suspensie worden gehouden. HEK293-cellen zijn hypotriploïd en ongeveer 30% van de HEK293-cellen heeft een modale ploïdie van 64 chromosomen, maar sommige cellen hebben zelfs nog meer chromosomen. De cellen hebben ook drie kopieën van het X-chromosoom en een fragment van 4 kilobasenparen van adenovirus 5 geïntegreerd in chromosoom 19.

Vergelijking van de HEK293- en HEK293T-cellijnen

Er zijn veel afgeleiden afgeleid van de oorspronkelijke HEK 293-cellen, zoals de veel voorkomende 293-celafgeleiden HEK293T- en HEK293F-cellen. HEK293T-cellen zijn een van de meest gebruikte afgeleiden en zijn gecreëerd door een temperatuurgevoelige SV40 T-antigeenmutant in het oorspronkelijke HEK 293-celgenoom op te nemen. Expressie van het T-antigeen maakt de replicatie mogelijk van plasmiden met een SV40-replicatie-oorsprong wanneer deze in 293-T-cellen worden getransfecteerd, wat leidt tot een verhoogde productie van recombinante eiwitten [2]. Raadpleeg dit overzichtsartikel voor meer informatie over HEK-cellijn-derivaten, inclusief hun ontwikkeling en kenmerken.

Basisprincipes van HEK293-celkweek: een stapsgewijze handleiding

Omstandigheden

Informatie

Verdubbelingstijd

De verdubbelingstijd van de HEK293-cellijn varieert van 24 tot 45 uur, met een gemiddelde van 30 uur.

Hechtende of suspensieculturen

HEK293-cellen kunnen zowel in hechtende als in suspensieculturen worden gekweekt. Hechtende cellen groeien als monolaag, terwijl suspensieculturen als sferoïden groeien.

Uitzaaidichtheid

Splits de cellen bij 80-90% confluentie tijdens de groeifase. Maak de cellen los met Accutase en zaai ze uit met een dichtheid van 1 tot 4 x 104 cellen/cm2. Bij een zaaidichtheid van 1 x 104 cellen/cm2 vormt zich binnen 4 dagen een confluente laag.

Groei-medium

Kweek in Eagle's Minimum Essential Medium (EMEM) met 2 mM L-glutamine en 10% foetaal runderserum (FBS). Ververs het medium twee keer per week.

Groeiomstandigheden (temperatuur, CO2)

Bewaar in een bevochtigde incubator bij 37 °C met een CO2-toevoer van 5% voor optimale groei.

Opslag

Bewaar in de damp- of vloeibare fase van vloeibare stikstof voor langdurige bewaring. Vermijd bewaring in een vriezer bij -80 °C, aangezien dit de levensvatbaarheid van de cellen kan beïnvloeden.

Invriesproces en medium

Gebruik een langzame invriesmethode voor de beste bewaring. Vries in met CM-1 of CM-ACF-invriesstof, verkrijgbaar bij CLS.

Ontdooiproces

Ontdooi bevroren cellen gedurende 1-2 minuten in een waterbad van 37 °C totdat er een klein klompje ijs overblijft. Breng de celsuspensie over naar een centrifugebuis, voeg voorverwarmd groeimedium toe en centrifugeer om componenten van het invriesmedium te verwijderen. Resuspendeer het celpellet in vers medium en kweek onder optimale omstandigheden.

Bioveiligheidsniveau

HEK293-cellen vereisen hantering op bioveiligheidsniveau 1.

Koop HEK293-cellen voor uw onderzoek

Overweeg voor uw baanbrekende onderzoek onze HEK293-cellen, die bekend staan om hun veelzijdigheid in genexpressiestudies en vaccinontwikkeling, en derivaten zoals HEK293T, HEK293 aangepast voor suspensie, HEK293T/17, AAV-293 en 2V6.11. Ontdek meer en verbeter uw experimenten door hier ons productassortiment te verkennen.

De HEK293-cellijn in onderzoek en industrie

De toepassingen van HEK293-cellen zijn divers en belangrijk. Ze worden vaak gebruikt als systeem voor de expressie en productie van recombinante eiwitten. Omdat ze van menselijke oorsprong zijn, lijken de eiwitten die in deze cellen worden geproduceerd qua structuur en functie waarschijnlijk meer op hun natuurlijke menselijke tegenhangers, wat cruciaal is voor therapeutische toepassingen.

Bovendien worden HEK293-cellen vaak ingezet bij het onderzoek naar genfunctie en -regulatie, omdat ze gemakkelijk vreemd DNA opnemen, waardoor ze een uitstekend model zijn voor genetische manipulatie. Deze cellen spelen ook een cruciale rol bij de productie van adenovirale vectoren, die worden gebruikt bij gentherapie en de ontwikkeling van vaccins, waaronder de snelle productie van vaccins voor COVID-19.

Vaccin- en eiwitproductie: HEK 293-cellen zijn geschikt voor de grootschalige productie van eiwitten en therapeutische vaccins. De cellijn wordt verder gebruikt om virale vectoren te genereren, zoals adeno-geassocieerde en adenovirale vectoren. Onlangs zijn HEK293-cellen gebruikt voor de productie van een cruciaal recombinant eiwit, erytropoëtine (EPO).

Geneesmiddelentesten: HEK293-cellen worden vaak gebruikt voor het testen van de toxiciteit van geneesmiddelen en natuurlijke producten.

Kankeronderzoek: 293-cellen zijn tumorigeen en cruciale veranderingen in genexpressie kunnen de tumorontwikkeling in deze cellijn verergeren. Daarom wordt de 293-cellijn vaak gebruikt in kankeronderzoek om de onderliggende moleculaire mechanismen te begrijpen en geneesmiddelen te ontwikkelen.

Transfectieonderzoek: Transfectie is het proces waarbij nucleïnezuren in cellen worden ingebracht, en HEK293-cellen lenen zich bijzonder goed voor dit proces. Hieronder wordt hierover meer uitgelegd.

De rol van HEK293 bij de productie van vaccins en eiwitten

Bij de productie van vaccins hebben HEK293-cellen een belangrijke rol gespeeld bij de ontwikkeling van op adenovirussen gebaseerde vaccins. Hun vermogen om te groeien in suspensieculturen maakt schaalbare processen mogelijk, wat cruciaal is om aan de wereldwijde vraag naar vaccins te voldoen. Bovendien biedt hun menselijke oorsprong een voordeel ten opzichte van andere cellijnen, omdat ze mensachtige posttranslationele modificaties kunnen uitvoeren, wat de biologische werkzaamheid van de geproduceerde vaccins garandeert.

De veelzijdigheid van HEK293-cellen strekt zich uit tot de productie van complexe eiwitten, waaronder monoklonale antilichamen en biosimilars, die worden gebruikt bij de behandeling van kanker, auto-immuunziekten en andere aandoeningen. Hun vermogen om eiwitten nauwkeurig te vouwen en te modificeren maakt ze tot een voorkeurskeuze in de industrie voor de productie van recombinante eiwitten.

Waarom worden HEK293-cellen gebruikt voor transfectie?

Transfectie is het proces waarbij nucleïnezuren in cellen worden ingebracht, en HEK293-cellen zijn bijzonder geschikt voor dit proces. Er zijn verschillende redenen waarom HEK293-cellen de voorkeur genieten voor transfectie:

1. Hoge transfectie-efficiëntie: HEK293-cellen hebben een hoge opnamesnelheid voor vreemd DNA, wat kan worden toegeschreven aan hun vermogen om bepaalde virale genen tot expressie te brengen die de opname van DNA in de cel vergemakkelijken.
2. Sterke groei: Deze cellen groeien snel en zijn relatief eenvoudig te onderhouden, wat gunstig is voor experimenten die snelle en betrouwbare resultaten vereisen.
3. Aanpassingsvermogen: HEK293-cellen kunnen onder verschillende omstandigheden worden gekweekt, waaronder hechtende of suspensieculturen, waardoor ze geschikt zijn voor grootschalige eiwitproductie.
4. Menselijke cellijn: Als menselijke cellijn bieden ze een relevantere biologische context voor de menselijke biologie, wat met name belangrijk is in therapeutisch onderzoek waar de respons in menselijke cellen voorspellend is voor in vivo-resultaten.
5. Veelzijdigheid: Ze zijn in staat om eiwitten te produceren met complexe posttranslationele modificaties, een eigenschap die essentieel is voor de functionaliteit van veel eiwitten, met name therapeutische antilichamen. 

HEK293-subcultuurprotocol

Benodigde reagentia

1. 1X fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS)
2. 10% trypsine-PBS
3. Dulbecco's gemodificeerd Eagle-medium (DMEM)

Procedure

Voorbereiding van de cellen

1. Controleer de HEK-cellen onder een microscoop om er zeker van te zijn dat ze voor ongeveer 90% confluent zijn.
2. Reinig het werkstation met behulp van aseptische technieken en steriliseer de zuurkast met UV-licht.
3. Veeg de werkruimte af met 70% ethanol.
4. Verwarm alle reagentia voor in een waterbad van 37 °C.

Berekening van de splitsingsfractie en het zaadvolume

1. Bepaal de splitsingsfractie, doorgaans tussen 1:5 en 1:20.
2. Bereken het pipetteervolume met behulp van de formule: Vp = (S)(Vd).

Volumes van kweekmedia en splitsingsprotocollen

Voor celcultuur vereisen verschillende vaten specifieke mediavolumes en hebben ze unieke groeigebieden. Een 6-wells-plaat heeft bijvoorbeeld een groeigebied van 4,67 cm² per well en heeft ongeveer 2,5 ml medium nodig, terwijl een 100 mm-plaat een groeigebied van 55 cm² heeft en 10 ml medium vereist. Het proces van het splitsen van cellen omvat het verwijderen van oud medium, het wassen met PBS, het incuberen met Accutase, het neutraliseren met DMEM, het centrifugeren, het resuspenderen in nieuw medium en vervolgens het zaaien op een nieuwe plaat. Raadpleeg de oorspronkelijke bron voor gedetailleerde stappen en verhoudingen voor andere vaten, zoals kolven van 100 cm² en platen van 150 mm.

Veelgestelde vragen over HEK293 cellen

HEK293 cellen worden veel gebruikt in wetenschappelijk onderzoek, wat natuurlijk veel vragen oproept over hun aard, oorsprong en eigenschappen. Hieronder verkennen we een aantal van deze veelgestelde vragen.