HEK293-celler: En hjørnestein i moderne celleforskning og bioteknologi

Humane embryonale 293-celler (HEK293-celler) er en human embryonal nyrecellelinje som har vunnet stor popularitet i det vitenskapelige miljøet på grunn av sin allsidighet og anvendelighet i en lang rekke forskningsapplikasjoner. Cellelinjen ble etablert på begynnelsen av 1970-tallet og har siden blitt brukt til vaksineutvikling, kreftforskning, medikamenttesting og signaltransduksjon. I dette blogginnlegget vil vi ta for oss alle aspekter ved HEK293-cellelinjen, inkludert dens opprinnelse, informasjon om dyrking, fordeler og ulemper, bruksområder og ressurser.

HEK293-celler: Generell informasjon og opprinnelse

Hva er HEK293-celler?

HEK293-celler er en human embryonal nyrecellelinje som er avledet fra nyrevev fra et elektivt terminert humant embryo med ukjent foreldreskap. Cellene ble etablert av en nederlandsk biolog ved navn Alex Van der Eb på begynnelsen av 1970-tallet. De ble senere udødeliggjort gjennom en transformasjon med et trunkert adenovirus 5 av forskeren Frank Graham.

Til å begynne med virket det utfordrende å transformere cellene. Men etter mange forsøk lyktes det å få cellene til å vokse fra en isolert, enkelt transformert klon [1]. Celletransfeksjonen med adenovirus 5 førte til at E1A- og E1B-genene ble inkludert i cellens genom, noe som forhindrer celledød og gir mulighet for rikelig proteinproduksjon. Før udødeliggjøringen ble de føtale nyrecellene ikke tilstrekkelig karakterisert, så den eksakte celletypen er ukjent.

Embryonale nyrer består av endotel-, epitel- og fibroblastceller, så HEK 293-celler tilhører sannsynligvis disse cellene. Imidlertid tyder mRNA og genprodukter på at de er nevronale celler. Det er mulig at tilsetningen av Ad5 endret cellenes fenotype og genuttrykk. Fun fact: "293" i HEK293 refererer til det 293. eksperimentet Graham utførte.

Fun fact: "293" i HEK293 refererer til det 293. eksperimentet som Graham utførte.

Kjennetegn ved HEK293-celler

• Morfologi
• Cellestørrelse
• Genom og ploiditet (antall kromosomer)

HEK293-celler har en form som ligner epitelceller. Embryonale nyrer består hovedsakelig av fibroblaster, endotelceller og epitelceller. Dermed ligner 293-celler på en av disse celletypene i form.

Størrelsen på HEK 293-celler varierer mellom 11 og 15 µm, noe som kan påvirkes av dyrkingsforholdene. I kultur kan cellene se flate ut når de dyrkes på en overflate, eller avrundede i suspensjon. HEK293-celler er hypotriploide, og ca. 30 % av HEK293-cellene har en modal ploidi på 64 kromosomer, men noen celler har enda flere kromosomer. Cellene har også tre kopier av X-kromosomet og et 4 kilobasepar fragment av adenovirus 5 integrert i kromosom 19.

Sammenligning av HEK293 mot HEK293T-cellelinjen

Mange derivater har blitt avledet fra de opprinnelige HEK 293-cellene, for eksempel de vanlige 293-cellederivatene HEK293T- og HEK293F-celler. HEK293T-celler er et av de mest brukte derivatene, og de ble skapt ved å inkorporere en temperaturfølsom SV40 T-antigenmutant i det opprinnelige genomet til HEK 293-celler. Uttrykk av T-antigenet gjør det mulig å replikere plasmider med SV40-replikasjonsopprinnelse når de transfekteres til 293-T-celler, noe som fører til økt produksjon av rekombinante proteiner [2]. For mer informasjon om HEK-cellelinjederivater, inkludert deres utvikling og egenskaper, se denne oversiktsartikkelen.

Grunnleggende om dyrking av HEK293-celler: En trinn-for-trinn-veiledning

Kjøp HEK293-celler for dine oppdagelser

Til din banebrytende forskning kan du vurdere våre HEK293-celler, som er kjent for sin allsidighet i genuttrykksstudier og vaksineutvikling, og derivater som HEK293T, HEK293-suspensjonstilpassede HEK293, HEK293T/17, AAV-293 og 2V6.11. Oppdag mer og forbedre eksperimentene dine ved å utforske produktutvalget vårt her.

HEK293-cellelinjen i forskning og industri

HEK293-celler har mange forskjellige og viktige bruksområder. De brukes ofte som et system for ekspresjon og produksjon av rekombinante proteiner. På grunn av deres menneskelige opprinnelse er det mer sannsynlig at proteiner som produseres i disse cellene, ligner på sine naturlige menneskelige motstykker når det gjelder struktur og funksjon, noe som er avgjørende for terapeutiske anvendelser.

HEK293-celler brukes dessuten ofte i studier av genfunksjon og -regulering, ettersom de lett tar opp fremmed DNA, noe som gjør dem til en utmerket modell for genetisk manipulasjon. Disse cellene spiller også en avgjørende rolle i produksjonen av adenovirale vektorer, som brukes i genterapi og vaksineutvikling, inkludert rask generering av vaksiner mot covid-19.

Vaksine- og proteinproduksjon: HEK 293-celler er egnet for storskala produksjon av proteiner og terapeutiske vaksiner. Cellelinjen brukes videre til å generere virusvektorer som adenoassosierte og adenovirale vektorer. Nylig har HEK293-celler blitt brukt til å produsere et viktig rekombinant protein, erytropoietin (EPO).

Narkotikatesting: HEK293-celler brukes ofte til å teste toksisiteten til legemidler og naturprodukter.

Kreftforskning: 293-celler er tumorogene, og viktige endringer i genuttrykket kan forverre tumorutviklingen i denne cellelinjen. Derfor brukes 293-cellelinjen ofte i kreftstudier for å forstå de underliggende molekylære mekanismene og utvikling av legemidler.

Transfeksjonsstudier: Transfeksjon er en prosess der nukleinsyrer føres inn i celler, og HEK293-celler er spesielt egnet for denne prosessen. Mer om dette emnet er forklart nedenfor.

HEK293-cellenes rolle i vaksine- og proteinproduksjon

I vaksineproduksjon har HEK293-celler spilt en viktig rolle i utviklingen av adenovirusbaserte vaksiner. Cellenes evne til å vokse i suspensjonskulturer muliggjør skalerbare prosesser, noe som er avgjørende for å møte den globale etterspørselen etter vaksiner. I tillegg gir deres menneskelige opprinnelse en fordel i forhold til andre cellelinjer, ettersom de kan utføre menneskelignende posttranslasjonsmodifikasjoner, noe som sikrer den biologiske effekten av de produserte vaksinene.

HEK293-cellenes allsidighet omfatter også produksjon av komplekse proteiner, inkludert monoklonale antistoffer og biosimilars, som brukes til behandling av kreft, autoimmune sykdommer og andre tilstander. Cellenes evne til å brette og modifisere proteiner med stor nøyaktighet gjør dem til et foretrukket valg i industrien for rekombinant proteinproduksjon.

Hvorfor brukes HEK293-celler til transfeksjon?

Transfeksjon er en prosess der nukleinsyrer føres inn i celler, og HEK293-celler er spesielt egnet til denne prosessen. Det er flere grunner til at HEK293-celler er foretrukket til transfeksjon:

1. Høy transfeksjonseffektivitet: HEK293-celler har en høy opptaksrate for fremmed DNA, noe som kan tilskrives deres evne til å uttrykke visse virusgener som gjør det lettere for DNA å komme inn i cellen.
2. Robust vekst: Disse cellene vokser raskt og er relativt enkle å vedlikeholde, noe som er en fordel for eksperimenter som krever raske og pålitelige resultater.
3. Tilpasningsdyktighet: HEK293-celler kan dyrkes under en rekke ulike forhold, inkludert adherente kulturer eller suspensjonskulturer, noe som gjør dem egnet for proteinproduksjon i stor skala.
4. Menneskelig cellelinje: Som en human cellelinje gir de en mer relevant biologisk kontekst for human biologi, noe som er spesielt viktig i terapeutisk forskning der responsen i humane celler er prediktiv for in vivo-resultater.
5. Allsidighet: De er i stand til å produsere proteiner med komplekse posttranslasjonelle modifikasjoner, noe som er avgjørende for funksjonaliteten til mange proteiner, spesielt terapeutiske antistoffer.

Protokoll for subkultur av HEK293

Nødvendige reagenser

1. 1X fosfatbufret saltvann (PBS)
2. 10 % trypsin-PBS
3. Dulbeccos modifiserte ørnemedium (DMEM)

Fremgangsmåte

Klargjøring av celler

1. Kontroller HEK-cellene under mikroskop for å sikre at de er ca. 90 % konfluerende.
2. Rengjør arbeidsstasjonen ved hjelp av aseptiske teknikker, og steriliser avtrekkshetten med UV-lys.
3. Tørk av arbeidsområdet med 70 % etanol.
4. Forvarm alle reagenser i et 37 °C varmt vannbad.

Beregning av splittfraksjon og frømengde

1. Bestem splittfraksjonen, vanligvis mellom 1:5 og 1:20.
2. Beregn volumet for pipettering ved hjelp av formelen: Vp = (S)(Vd).

Medievolumer og splittingsprotokoller

For cellekultur krever ulike kar spesifikke medievolumer og har unike vekstområder. For eksempel har en 6-brønners plate et vekstareal på 4,67 cm^2 per brønn og trenger ca. 2,5 ml medier, mens en 100 mm plate har et vekstareal på 55 cm^2, noe som krever 10 ml medier. Prosessen med å splitte celler innebærer å fjerne gamle medier, vaske med PBS, inkubere med Accutase, nøytralisere med DMEM, sentrifugere, resuspendere i nye medier og deretter så på en ny plate. For detaljerte trinn og forholdstall for andre beholdere som 100 cm^2-kolber og 150 mm-plater, se originalkilden.

Ofte stilte spørsmål om HEK293-celler

HEK293-celler er mye brukt i vitenskapelig forskning, noe som naturlig nok reiser en rekke spørsmål om deres natur, opprinnelse og egenskaper. Nedenfor tar vi for oss noen av disse vanlige spørsmålene.