Calu-3-cellelinjen
Calu-3-celler er en human epitelcellelinje fra luftveiene som representerer ikke-småcellet lungekarsinom. De er mye brukt i biomedisinsk forskning, blant annet for å studere lungekreftbiologi, luftveissykdommer, interaksjoner mellom vert og patogen og transport av legemidler i luftveiene. I tillegg brukes de til å utvikle behandlinger for flere luftveissykdommer.
Denne artikkelen vil gi deg omfattende kunnskap om Calu-3-cellelinjen. Her vil du lære mer:
- Calu-3-cellenes opprinnelse og generelle egenskaper
- Calu-3 cellelinje: Informasjon om dyrking
- Fordeler og ulemper med Calu-3-celler
- Anvendelser av Calu-3-cellelinjen i forskning
- Calu-3-celler: Forskningspublikasjoner
- Ressurser for Calu-3-celler: Protokoller, videoer og mer
1. Calu-3-cellenes opprinnelse og generelle egenskaper
Den viktigste informasjonen du trenger om en cellelinje, er dens opprinnelse og generelle egenskaper. Det vil hjelpe deg med å bestemme hvordan den skal brukes i forskningsarbeidet ditt. Denne delen vil hjelpe deg med å lære denne viktige informasjonen om Calu-3-cellelinjen. Den vil inkludere: Hva er en CALU-3-cellelinje? Hva er morfologien til Calu-3-celler? Hva er opprinnelsen til Calu-3-celler?
- Calu-3-celler ble hentet fra pleuraeffusjon (metastatisk område) fra en kaukasisk mann (25 år gammel) med adenokarsinom i lungen. Cellelinjen ble etablert i 1975 av Jørgen Fogh og Germain Trempe fra Memorial Sloan Kettering Cancer Center.
- Calu-3-celler har en epitel-lignende morfologi.
- Calu-3-cellenes størrelse varierer fra 8-9 til 20 mikrometer i diameter.
- De har mutasjoner i genene K-RAS (G13D), TP53 og CDKN2A og uttrykker EGFR av villtype.
A549 mot Calu-3
A549- og Calu-3-celler er cellelinjer for humant lungeadenokarsinom, men har forskjellige egenskaper. Den primære forskjellen mellom Calu-3- og A549-cellemodellene er tykkelsen på slimlaget. Calu-3-celler danner et tynnere slimlag, og modellerer dermed det proksimale luftveisepitelet. A549-celler mangler derimot denne egenskapen og er mer egnet til å representere den fysiologiske strukturen i de distale luftveiene [1].
2. Calu-3 cellelinje: Informasjon om dyrking
Denne delen vil hjelpe deg med å kjenne til de viktigste punktene for dyrking av Calu-3-cellelinjen. Her vil vi diskutere: Hva er Calu-3-cellenes fordoblingstid? Hva er Calu-3-celler medium? Hva er Calu-3-cellekulturprotokollen? Hvordan dyrker du Calu-3-celler?
Nøkkelpunkter for dyrking av Calu-3-celler
|
Fordoblingstid: |
Calu-3-cellenes fordoblingstid er omtrent 35 timer. |
|
Adherent eller i suspensjon: |
Calu-3 er en adherent lungeadenokarsinomcellelinje. |
|
Delingsforhold: |
Subkultiveringsforholdet for Calu-3-cellelinjen er 1:2 til 1:4. Ved subkultivering skylles cellene med 1 x fosfatbuffersaltvann (PBS) og inkuberes med Accutase (passasjeløsning) ved omgivelsestemperatur i nesten 10 minutter. Deretter tilsettes nytt cellemedium, og de løsrevne cellene sentrifugeres. Cellepelleten resuspenderes forsiktig, og cellene fordeles i kolben som inneholder ferskt dyrkingsmedium for vekst. |
|
Vekstmedium: |
EMEM-medium som inneholder 10 % FBS, 2 mM L-glutamin, 1,5 g/L NaHCO3, EBSS, 1 mM natriumpyruvat og NEAA, brukes til dyrking av Calu-3-celler. Calu-3-cellenes medium bør skiftes ut 2 til 3 ganger per uke. |
|
Vekstbetingelser: |
Calu-3-celler dyrkes i en befuktet inkubator ved 37 °C temperatur og 5 % CO2-tilførsel. |
|
Oppbevaring: |
Frosne celler bør oppbevares i dampfasen av flytende nitrogen eller ved en temperatur under -150 °C for å beskytte cellenes levedyktighet på lengre sikt. |
|
Fryseprosess og medium: |
CM-1 eller CM-ACF frysemedium brukes hovedsakelig til nedfrysing av Calu-3-lungecellelinjen. For å bevare cellenes levedyktighet og hindre at de utsettes for sjokk, gjennomgår cellene en langsom fryseprosess som kun tillater en temperaturreduksjon på 1 °C per minutt. |
|
Tineprosessen: |
Cellene tines ved å plassere et hetteglass i et vannbad som er forhåndsinnstilt på 37 °C i ca. 1 minutt eller til det er igjen en liten isklump. Fersk dyrkingsmedium tilsettes, og cellene sentrifugeres for å fjerne komponenter fra frysemediet. Deretter resuspenderes cellepelleten, og cellene helles over i en ny kolbe som inneholder vekstmedium. |
|
Biosikkerhetsnivå: |
Laboratorieinnstillinger på biosikkerhetsnivå 1 er avgjørende for håndtering av Calu-3-cellelinjen. |
3. Fordeler og ulemper med Calu-3-celler
I likhet med andre humane cellelinjer har Calu-3-celler sine egne fordeler og ulemper. Her skal vi ta for oss noen av de viktigste.
Fordeler og ulemper
-
In vitro luftveisepitelmodell:
Calu-3-celler er en effektiv in vitro-modell for luftveisepitel i luftveisforskning. De gjenspeiler egenskapene til den menneskelige luftveisslimhinnen, noe som muliggjør undersøkelser av medikamenttransport, studier av interaksjoner mellom vert og patogen og mucinproduksjon.
-
Polarisering:
Calu-3-celler danner polariserte monolag, noe som gjør dem mye brukt til å undersøke medikamenttransport og interaksjoner mellom vert og patogen i en mer realistisk kontekst.
Ulemper
-
Kreftcellelinje:
Calu-3-celler stammer fra lungeadenokarsinom, så det er viktig å være oppmerksom på at de kanskje ikke representerer friskt lungevev fullt ut. Forskere bør ta hensyn til dette når de bruker dem som modell i studier.
4. Anvendelser av Calu-3-cellelinjen i forskning
Calu-3 har flere bruksområder innen biomedisinsk forskning. Denne delen av artikkelen vil belyse noen av de mest lovende.
- Studier av luftveissykdommer: Calu-3-lungeceller brukes til å undersøke ulike luftveissykdommer eller -lidelser, for eksempel cystisk fibrose, astma og kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS). I en studie av Chiara Papi og kolleger ble det undersøkt hvordan anti-miR-101-3p-peptidnukleinsyre (PNA) virker mot miRNA-101-3p ved hjelp av Calu 3 in vitro-modellen for cystisk fibrose. Studien fant at PNA-behandling har en tendens til å øke uttrykket av Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (CFTR)-genet, noe som tyder på en potensiell terapeutisk strategi for cystisk fibrose og relaterte lidelser [2].
- Utvikling av legemidler: Calu-3-celler brukes som modell for testing og utvikling av legemidler mot flere luftveissykdommer. Dessuten brukes disse cellene også til å studere transport av legemidler gjennom luftveisepitelet. I 2021 ble det for eksempel forsket på den antivirale aktiviteten til planteekstraktet Andrographis paniculata og dets bioaktive andrografolid på Calu-3-celler med sars-cov-2-infeksjon [3].
- Interaksjoner mellom vert og patogen: Calu-3-celler er ideelle for å studere patogeners interaksjon med luftveisepitelet, noe som bidrar til å forstå luftveisinfeksjoner som SARS-CoV-2. Byoung Kwon Park og kolleger undersøkte for eksempel Calu-3- og Vero-celleresponser og virusproduksjon som respons på SARS-CoV-2-infeksjon [4].
5. Calu-3-celler: Forskningspublikasjoner
Her følger noen spennende og hyppig siterte forskningsstudier som omhandler Calu-3-celler:
Denne studien ble publisert i European Review for Medical and Pharmacological Sciences i 2018. Forskerne foreslo at karbonmonoksidfrigjørende molekyler-2 (CORM-2) fremmer apoptose i ikke-småcellede lungekreftceller (Calu-3) og undertrykker spredning, migrasjon og invasjon.
Denne forskningen i Clinical and Translational Allergy (2018) sammenlignet immun- og epitelbarriereresponser hos Calu-3-cellelinjen og nydyrkede primære neseepitelceller.
Kinin hemmer infeksjon av humane cellelinjer med SARS-CoV-2
Denne artikkelen i Viruses (2021) foreslår kinin som en potensiell behandling for SARS-CoV-2-infeksjon ved å vurdere effekten på ulike virusinfiserte cellelinjer, som Calu-3.
Høye D-glukosenivåer induserer ACE2-uttrykk via GLUT1 i den humane luftveisepitelcellelinjen Calu-3
Denne forskningen i BMC Molecular and Cell Biology (2022) foreslår at høye D-glukosenivåer fremmer ACE2-uttrykk i Calu-3-celler via regulering av GLUT1-genet.
Dolosigranulum pigrum modulerer immuniteten mot SARS-CoV-2 i respiratoriske epitelceller
Denne artikkelen i Pathogens (2021) undersøkte de immunmodulerende effektene av Dolosigranulum pigrum 040417 i lungeepitelceller. I tillegg undersøkte den potensialet til denne immunobiotiske bakterien for å beskytte mot SARS-CoV-2-infeksjon.
6. Ressurser for Calu-3-celler: Protokoller, videoer og mer
Det finnes mange tilgjengelige nettressurser om Calu-3-celler som inneholder informasjon om celledyrking og transfeksjon.
- Protokoll for transfeksjon av Calu-3-celler: Denne ressursen vil gi viktig kunnskap om Calu-3 celletransfeksjon.
- Calu-3-transfeksjon: Denne videoveiledningen er en trinnvis veiledning for å lære in vitro Calu-3-transfeksjonsprotokollen.
Calu-3-cellekulturprotokollen er nevnt her.
- Calu-3-celler: Dette dokumentet inneholder informasjon om Calu-3-celler, medium og protokoll for subkultur eller passering.
Referanser
- Wiese-Rischke, C., R.S. Murkar og H. Walles, Biological Models of the Lower Human Airways-Challenges and Special Requirements of Human 3D Barrier Models for Biomedical Research. Pharmaceutics, 2021. 13(12).
- Fabbri, E., et al., Treatment of human airway epithelial Calu-3 cells with a peptide-nucleic acid (PNA) targeting the microRNA miR-101-3p is associated with increased expression of the cystic fibrosis Transmembrane Conductance Regulator () gene. European Journal of Medicinal Chemistry, 2021. 209: p. 112876.
- Sa-Ngiamsuntorn, K., et al., Anti-SARS-CoV-2-aktivitet av Andrographis paniculata-ekstrakt og dets hovedkomponent andrographolid i humane lungeepitelceller og cytotoksisitetsevaluering i representanter for store organceller. Journal of natural products, 2021. 84(4): p. 1261-1270.
- Park, B.K., et al., Differensiell signalering og virusproduksjon i Calu-3-celler og Vero-celler ved SARS-CoV-2-infeksjon. Biomol Ther (Seoul), 2021. 29(3): p. 273-281.