HaCaT-celler - Utforskning av hudens biologi og sykdom

HaCaT-celler stammer fra humane epidermale keratinocytter og brukes ofte til å utforske epidermal homeostase og tilknyttede patologier. Disse cellene regnes som spontant udødeliggjorte humane keratinocytter, noe som er bemerkelsesverdig fordi de er avledet fra normale hudkeratinocytter uten å ha opplevd krise eller vekstretardasjon. Dette unike opphavet gir HaCaT-celler et sett med genetiske egenskaper og vekstegenskaper som skiller seg fra andre cellelinjer. Til tross for at HaCaT-cellelinjen viser en transformert fenotype in vitro med klonogene egenskaper på agar eller plast, er den ikke tumorogen. HaCaT-celler er den første stabile epitelcellelinjen fra voksen human hud som viser normal differensiering, og de er derfor et verdifullt verktøy for å undersøke reguleringen av keratinisering i humane celler. Disse cellene har et bredt spekter av bruksområder på grunn av deres evne til å spre seg og differensiere effektivt in vitro.

Kjennetegn ved HaCaT-celler
HaCaT-cellenes genetiske egenskaper og opprinnelse
Hvordan høste HaCaT-celler i 5 enkle trinn
Bruksområder for HaCaT-celler
Utvalgte videoer: Utforsk HaCaT-cellenes verden

1.kjennetegn ved HaCaT-celler

HaCaT-celler kan dyrkes under forhold med lavt kalsiuminnhold og har et spindelformet utseende som mangler celle-til-celle-tette veikryss, akkurat som primærceller som holdes under de samme forholdene. I normal epidermis utvikler keratinocytter seg fra stamceller i det basale laget og utvikler seg gjennom de spinøse og granulære lagene før de når hornhinnelaget og deskvamerer ut i omgivelsene. Denne nøye regulerte balansen mellom proliferasjon og deskvamasjon resulterer i en fullstendig fornyelse eller forandring hver 28. dag, en kompleks prosess som kalles keratinisering. Denne prosessen er svært regulert og innebærer markante endringer i genuttrykk, strukturell utforming og enzymatisk aktivitet. For in vitro- og in vivo-analyse må HaCaT-celler opprettholde de epidermale keratinene som er karakteristiske for de differensierte lagene av humane epidermisceller, og som er avgjørende for å opprettholde hudens strukturelle integritet og elastisitet. Selv om sekvensielle kromosomforandringer kan forekomme i HaCaT-celler, er det ikke sikkert at de er knyttet til vesentlige differensieringsproblemer, og de viser i stedet en spontan transformasjon av humane voksne keratinocytter in vitro.

HaCaT-celler ved høy og lav konfluens

2.haCaT-cellenes genetiske egenskaper og opprinnelse

HaCaT-celler er en spontant udødeliggjort human keratinocyttcellelinje som stammer fra voksen hud og representerer en unik evolusjonær vei. Disse cellene har mutasjoner i begge alleler av p53-genet, noe som er typisk for mutasjoner indusert av UV-stråling [3,4]. I tillegg antas HaCaT-celler å ha blitt generert av mutasjoner i p53-tumorsuppressorgenet, etterfulgt av tap av senescensgener [5].

Tumorsuppressorgenet p53, som er kjent for sin rolle i DNA-reparasjon og som genomets vokter, induserer hudens respons på DNA-skader [4]. Det har blitt observert at HaCaT-celler delvis har mistet sin beskyttelsesmekanisme mot DNA-skader på grunn av in vivo-mutasjonen av p53-genet, noe som gjør dem utsatt for akkumulerende cytogenetiske endringer som respons på forhøyede dyrkningstemperaturer. En annen mekanisme for udødeliggjøring av HaCaT-celler involverer økt telomeraseenzymaktivitet [7]. I normale celler forkortes telomerene kontinuerlig for hver celledeling, helt til cellene blir senescente. Telomerase er et spesialisert cellulært enzymkompleks med revers transkriptaseaktivitet som opprettholder en stabil telomerlengde. HaCaT-celler viser derimot betydelig økt telomeraseaktivitet, noe som resulterer i en godt vedlikeholdt telomerlengde. Disse observasjonene bekrefter telomerasens rolle i udødeliggjøringsprosessen i HaCaT-celler.

Det er identifisert tre spesifikke kromosomale translokasjoner som resulterer i tap av én kopi av kromosomarmene 3p, 4p og 9p, gevinst av 9q og dannelse av isokromosomer. Tapet av den korte armen av kromosom 3p kan føre til tap av senescensgener og udødeliggjøring av HaCaT-celler [8]. HaCaT-celler er hypodiploide og har distinkte og stabile markørkromosomer som representerer deres monoklonale opprinnelse. HaCaT-cellelinjens egenskaper og hode ble bekreftet ved hjelp av DNA-fingeravtrykk med hypervariable minisatellittmarkører [3-6].

3.slik høster du HaCaT-celler i fem enkle trinn

Fjern dyrkingsmediet, og skyll de adherente cellene med 3-5 ml PBS uten kalsium og magnesium for T25-kolber eller 5-10 ml for T75-kolber.
Tilsett 1-2 ml nylaget 0,05 % EDTA-løsning per T25-kolbe, eller 2,5 ml per T75-kolbe, og sørg for at hele celleplaten er dekket, og inkuber ved 37 °C i 10 minutter.
Tilsett 1 ml nylaget trypsin/EDTA-løsning (0,05 %/0,025 %) per T25-kolbe, eller 2,5 ml per T75-kolbe, og sørg igjen for at hele cellelakenet er dekket. Cellene skal løsne i løpet av 1-2 minutter.
Stopp trypsinaktiviteten ved å tilsette et FBS-holdig cellekulturmedium.
Fordel cellene i nye kolber som inneholder nytt cellekulturmedium.

4. Bruksområder for HaCaT-celler

HaCaT-celler er et verdifullt verktøy for å studere keratinocytter [9]. Disse udødelige cellene fungerer som preneoplastiske celler og kan gi innsikt i endringer som er involvert i malign og neoplastisk transformasjon [10]. HaCaT-cellekulturer i monolag er avgjørende for analyser av celletoksisitet og sårheling in vitro. HaCaT-celler kan også brukes til å vurdere hudtoksisitet forårsaket av ulike stoffer og neoplastiske eller inflammatoriske prosesser. De kan brukes til å analysere ulike mekanismer for allergiske hudreaksjoner, effekten av reaktive oksygenforbindelser og UV-bestråling. Ved stimulering kan HaCaT-celler differensiere og uttrykke spesifikke differensieringsmarkører, som involucrin, K14 og K10. HaCaT-celler brukes også ofte som en modell for å studere patofysiologien i epidermal homeostase [6].

Forsker som gjennomfører vitenskapelige studier for å bekrefte kvaliteten på kosmetikk

800,00 €*

Innhold: 1.5 milliliter

Priser ekskl. avgifter pluss fraktkostnader

cryovial

Produktnummer: 300493

HaCaT-celler beholder sin evne til å rekonstruere en strukturert epidermis in vivo etter transplantasjon, noe som resulterer i en stratifisert epidermal struktur som kan reverseres mellom en basal og differensiert tilstand ved endringer i kalsiumkonsentrasjonen i mediet. Disse cellene gjør det også mulig å karakterisere flere biologiske prosesser, for eksempel som et modellsystem for vitamin D og metabolismen i huden. Fordi HaCaT-celler ikke er genmanipulerte, gir de et upartisk bilde av det brede spekteret av opprinnelige genetiske hendelser i menneskehud.

5. Utvalgte videoer: Utforsk HaCaT-cellenes verden

"HaCaT-cellenes migrasjon": Denne videoen viser prosessen med cellemigrasjon i HaCaT-celler. Cellemigrasjon er en viktig prosess for ulike biologiske prosesser, som sårheling og kreftmetastasering. Videoen demonstrerer HaCaT-cellenes bevegelse under et mikroskop, og gir en visuell fremstilling av hvordan disse cellene migrerer. Cellenes aktivitet observeres når de beveger seg fra ett sted til et annet, og videoen gir en tydelig illustrasjon av endringene som skjer i cellene i løpet av denne prosessen.

"Scratch Assay utført på HaCaT-celler": Denne videoen viser et Scratch Assay utført på HaCaT-celler. Scratch Assay er en mye brukt teknikk for å studere cellemigrasjon, og i dette tilfellet brukes den til å analysere migrasjonen av HaCaT-celler. Videoen demonstrerer prosessen med å lage en ripe på overflaten av en cellekulturskål, som deretter observeres under et mikroskop mens HaCaT-celler migrerer og lukker hullet over tid.

"Cellevekst av HaCaT-keratinocytter for sårhelingseksperimenter": Denne videoen demonstrerer prosessen med cellevekst av HaCaT-keratinocytter for sårhelingseksperimenter. HaCaT-keratinocytter er en cellelinje som ofte brukes i sårhelingsstudier.

"Differensiering av HaCaT-celler": Denne videoen viser de nødvendige trinnene for å differensiere HaCaT-celler. HaCaT-celler kan differensieres til ulike typer hudceller. Videoen demonstrerer endringene i HaCaT-celler etter hvert som de differensieres, og viser visuelt de ulike markørene og kjennetegnene ved differensieringen. Differensieringsprosessen er avgjørende for at huden skal fungere normalt, og videoen belyser de ulike differensieringsstadiene som HaCaT-cellene gjennomgår.

Referanser

Angel P og Karin M: Rollen til Jun, Fos og AP-1-komplekset i celleproliferasjon og -transformasjon. Biochim Biophys Acta 1072:129-157, 1991 Argyris TS: The regulation of epidermal hyperplastic growth. Crit Rev Toxicol 9:151-200, 1981
Baden HP, Kubilus J, Kvedar JC, Steinberg ML, Wolman SR: Isolering og karakterisering av en spontant oppstått langlivet linje av humane keratinocytter (NM-1). In Vitro Cell Dev Biol 23(3):205-13, 1987
Lehmann TA, Modali R, Boukamp P, Stanek J, Bennett WP, Welsh JA, Metcalf RA, Stampfer MR, Fusenig NE, Rogan EM, Harriss CC: p53 mutations in human immortalized epithelial cell lines. Karsinogenese 14:833-839, 1993
Ziegler A-M, Leffell DJ, Kunala S, Sharma HW, Gailani M, Simon JA, Halperin AJ, Baden HP, Shapiro PE, Bale AE, Brash DE: Mutation hotspots due to sunlight in the p53 gene of nonmelanoma skin cancer. Proc Natl Acad Sci USA 90: 4216-4220, 1993
Fusenig NE, Boukamp P. Multiple stadier og genetiske endringer i udødeliggjøring, ondartet transformasjon og tumorprogresjon av humane hudkeratinocytter. Mol Carcinog. 1998;23(3):144-158.
Harle-Bachor C, Boukamp P: Telomeraseaktivitet i det regenerative basallaget i epidermis i menneskehud og i udødelige og karsinomavledede hudkeratinocytter. Proc Natl Acad Sci USA 93:6476-81, 1996
Colombo I, Sangiovanni E, Maggio R, et al. HaCaT-celler som en pålitelig in vitro-differensieringsmodell for å dissekere den inflammatoriske/reparasjonsresponsen hos humane keratinocytter. Mediators Inflamm. 2017;2017:7435621.
Boukamp, P. et al. Normal keratinisering i en spontant udødeliggjort aneuploid human keratinocyttcellelinje. J. Cell Biol. 106, 1996, 761-771.
Gibbs, Graham: Analyse av kvalitative data. The Sage qualitative research kit. London: Sage 978-0-7619-4980-0.
Hedrick TE, Bickman L, Rog DJ. 1993. Anvendt forskningsdesign: en praktisk veiledning. Sage: London
Boukamp P. Petrussevska R. T. Breitkreutz D. Hornung J. Markham A. Fusenig N. E. Normal keratinisering i en spontant udødeliggjort aneuploid human keratinocyttcellelinje. Cell Biol.(1988);106:761-771.