Publisert: 2023 | Sist oppdatert: mai 2026

HEK293-celler: En hjørnestein i moderne celleforskning og bioteknologi

Human embryonic kidney 293 (HEK293)-celler er en menneskelig embryonal nyrecellelinje som har blitt svært populær i det vitenskapelige miljøet på grunn av sin allsidighet og nytteverdi i en lang rekke forskningsapplikasjoner. Cellelinjen ble etablert tidlig på 1970-tallet og har siden blitt brukt til vaksineutvikling, kreftforskning, legemiddeltesting og signaltransduksjon. Dette blogginnlegget vil utforske alle aspekter ved HEK293-cellelinjen, inkludert dens opprinnelse, kulturinformasjon, fordeler og ulemper, anvendelser og ressurser.

HEK293-celler: Generell informasjon og opprinnelse

Hva er HEK293-celler?

HEK293-celler er en human embryonal nyrecellelinje avledet fra nyrevevet til et menneskelig embryo av ukjent opphav som ble avbrutt ved elektiv abort. Cellene ble etablert av en nederlandsk biolog ved navn Alex Van der Eb tidlig på 1970-tallet. De ble senere gjort udødelige gjennom en transformasjon med et trunkeret adenovirus 5 av forskeren Frank Graham.

I utgangspunktet virket cellene vanskelige å transformere. Etter mange kontinuerlige forsøk skjedde imidlertid cellevekst fra en isolert, enkelt transformert klon [1]. Transfeksjonen av cellene med adenovirus 5 førte til at E1A- og E1B-genene ble innlemmet i cellens genom, noe som forhindrer celledød og muliggjør rikelig proteinproduksjon. Før immortaliseringen ble de føtale nyrecellene ikke tilstrekkelig karakterisert, så deres eksakte celletype er ukjent.

Fosternyrer består av endotel-, epitel- og fibroblastceller, så HEK 293-celler tilhører sannsynligvis disse cellene. Imidlertid tyder mRNA og genprodukter på at de er nevronceller. Det er mulig at tilsetningen av Ad5 endret den cellulære fenotypen og genuttrykket. Morsom fakta: «293» i HEK293 refererer til det 293. eksperimentet utført av Graham.

Morsom fakta: «293» i HEK293 refererer til det 293. eksperimentet utført av Graham.

Kjennetegn ved HEK293-celler

• Morfologi
• Cellestørrelse
• Genom og ploidi (kromosomtall)

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

Størrelsen på HEK 293-celler ligger 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 runde når de befinner seg i suspensjon. HEK293-celler er hypotriploide, og omtrent 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-kilobase-par-fragment av adenovirus 5 integrert i kromosom 19.

Sammenligning av HEK293 og HEK293T-cellelinjen

Mange derivater er 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 ble opprettet ved å innlemme en temperaturfølsom SV40 T-antigenmutant i det opprinnelige HEK 293-cellegenomet. Ekspresjon av T-antigenet muliggjør replikasjon av plasmider med et SV40-replikasjonsopprinnelse når de transfekteres inn i 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 HEK293-cellekultivering: En trinnvis veiledning

Betingelser

Informasjon

Populasjonsdoblingstid

Doblingstiden for HEK293-cellelinjen varierer fra 24 til 45 timer, med et gjennomsnitt på 30 timer.

Adhærente eller suspensjonskulturer

HEK293-celler kan dyrkes både som vedheftende og i suspensjon. Vedheftende celler vokser som monolag, mens suspensjonskulturer vokser som sfæroider.

Utsåingstetthet

Del cellene ved 80–90 % konfluens i vekstfasen. Løsne cellene ved hjelp av Accutase og så dem med en tetthet på 1 til 4 x 104 celler/cm2. Et konfluent lag vil dannes i løpet av 4 dager ved en såtetthet på 1 x 104 celler/cm2.

Vekstmedium

Dyrk i Eagle's Minimum Essential Medium (EMEM) med 2 mM L-glutamin og 10 % føtal bovint serum (FBS). Bytt medium to ganger i uken.

Vekstforhold (temperatur, CO2)

Oppbevar i en fuktet inkubator ved 37 °C med 5 % CO2-tilførsel for optimal vekst.

Oppbevaring

Oppbevar i damp- eller væskefasen av flytende nitrogen for langvarig konservering. Unngå oppbevaring i fryser ved -80 °C, da dette kan påvirke cellenes levedyktighet.

Fryseprosess og medium

Bruk en langsom frysemetode for best mulig bevaring. Frys i CM-1 eller CM-ACF frysemedium tilgjengelig fra CLS.

Tineprosess

Tin frosne celler i et 37 °C vannbad i 1–2 minutter til det gjenstår en liten isklump. Overfør cellesuspensjonen til et sentrifugerør, tilsett forvarmet vekstmedium og sentrifuger for å fjerne komponenter fra frysemediet. Resuspender cellepelleten i ferskt medium og dyrk under optimale forhold.

Biosikkerhetsnivå

HEK293-celler krever håndtering på biosikkerhetsnivå 1.

Kjøp HEK293-celler til dine forskningsprosjekter

For din banebrytende forskning bør du vurdere våre HEK293-celler, som er kjent for sin allsidighet i genuttrykkstudier og vaksineutvikling, samt derivater som HEK293T, HEK293 tilpasset suspensjon, HEK293T/17, AAV-293 og 2V6.11. Finn ut mer og forbedre eksperimentene dine ved å utforske vårt produktutvalg her.

HEK293-cellelinjen i forskning og industri

Anvendelsene av HEK293-celler er mangfoldige og betydningsfulle. 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 produsert i disse cellene ligner sine naturlige menneskelige motstykker når det gjelder struktur og funksjon, noe som er avgjørende for terapeutiske anvendelser.

Videre benyttes HEK293-celler ofte i studiet av genfunksjon og -regulering, da de lett tar opp fremmed DNA, noe som gjør dem til en utmerket modell for genetisk manipulering. Disse cellene spiller også en avgjørende rolle i produksjonen av adenovirale vektorer, som brukes i genterapi og vaksineutvikling, inkludert rask utvikling 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 virale vektorer som adeno-assosierte og adenovirale vektorer. Nylig har HEK293-celler blitt brukt til å produsere et viktig rekombinant protein, erytropoietin (EPO).

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

Kreftforskning: 293-celler er tumorigeniske, og avgjørende endringer i genuttrykk kan forverre tumorigenesen i denne cellelinjen. Derfor brukes 293-cellelinjen ofte i kreftstudier for å forstå de underliggende molekylære mekanismene og utvikle legemidler.

Transfeksjonsstudier: Transfeksjon er prosessen med å innføre nukleinsyrer i celler, og HEK293-celler er spesielt mottakelige for denne prosessen. Mer om dette emnet forklares nedenfor.

HEK293s rolle i vaksine- og proteinproduksjon

I vaksineproduksjon har HEK293-celler vært avgjørende for utviklingen av adenovirusbaserte vaksiner. Deres 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, da de kan utføre menneskelignende posttranslasjonelle modifikasjoner, noe som sikrer den biologiske effekten av de produserte vaksinene.

Allsidigheten til HEK293-celler strekker seg til produksjon av komplekse proteiner, inkludert monoklonale antistoffer og biosimilære legemidler, som brukes i behandlingen av kreft, autoimmune sykdommer og andre tilstander. Deres evne til å folde og modifisere proteiner nøyaktig gjør dem til et foretrukket valg i industrien for produksjon av rekombinante proteiner.

Hvorfor brukes HEK293-celler til transfeksjon?

Transfeksjon er prosessen med å innføre nukleinsyrer i celler, og HEK293-celler er spesielt egnet for denne prosessen. Det er flere grunner til at HEK293-celler foretrekkes for transfeksjon:

1. Høy transfeksjonseffektivitet: HEK293-celler har en høy opptakshastighet for fremmed DNA, noe som kan tilskrives deres evne til å uttrykke visse virale gener som letter DNA-ets inntreden i cellen.
2. Robust vekst: Disse cellene vokser raskt og er relativt enkle å vedlikeholde, noe som er fordelaktig for eksperimenter som krever raske og pålitelige resultater.
3. Tilpasningsevne: HEK293-celler kan dyrkes under en rekke forhold, inkludert vedheftende eller suspensjonskulturer, noe som gjør dem egnet for storskala proteinproduksjon.
4. Menneskelig cellelinje: Som en menneskelig cellelinje gir de en mer relevant biologisk kontekst for menneskelig biologi, noe som er spesielt viktig i terapeutisk forskning der responsen i menneskelige celler er prediktiv for in vivo-utfall.
5. Allsidighet: De er i stand til å produsere proteiner med komplekse posttranslasjonelle modifikasjoner, en egenskap som er avgjørende for funksjonaliteten til mange proteiner, spesielt terapeutiske antistoffer. 

HEK293-subkulturprotokoll

Nødvendige reagenser

1. 1X fosfatbuffert saltvann (PBS)
2. 10 % trypsin-PBS
3. Dulbeccos modifiserte Eagles medium (DMEM)

Fremgangsmåte

Celleforberedelse

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

Beregning av splittfraksjon og utsædsmengde

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

Medievolumer og delingsprotokoller

For cellekultur krever forskjellige beholdere spesifikke mediemengder og har unike vekstområder. For eksempel har en 6-brønnsplate et vekstområde på 4,67 cm^2 per brønn og trenger ca. 2,5 ml medium, mens en 100 mm-plate har et vekstområde på 55 cm^2 og krever 10 ml medium. Prosessen med å dele celler innebærer å fjerne gammelt medium, vaske med PBS, inkubere med Accutase, nøytralisere med DMEM, sentrifugere, resuspendere i nytt medium og deretter så på en ny plate. For detaljerte trinn og forholdstall for andre beholdere som 100 cm² kolber og 150 mm plater, vennligst se den opprinnelige kilden.

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.