NCI-H1792 — model gruczolakoraka płuca z mutacją genu KRAS do badań onkologicznych

Introduction

NCI-H1792, also known as H1792, H-1792, and NCIH1792 (Cellosaurus accession CVCL_1495), is a well-characterised human non-small cell lung cancer (NSCLC) cell line established from a lung adenocarcinoma pleural effusion. The line was generated as part of the systematic NCI lung cancer cell line programme and was catalogued in the NCI-Navy Medical Oncology Branch cell line database [1]. Carrying an oncogenic KRAS G12C mutation alongside a homozygous TP53 splice-donor mutation and a heterozygous CDKN2A nonsense mutation, NCI-H1792 recapitulates the genomic complexity of human lung adenocarcinoma. Researchers have used this model extensively to investigate KRAS signalling, apoptotic pathway regulation, mTOR biology, and responses to novel anticancer compounds. The cell line is included in flagship genomic initiatives such as the Cancer Cell Line Encyclopedia (CCLE) and the NCI RAS mutant KRAS panel, underscoring its broad utility in translational oncology.

Key Takeaways

• Origin: Derived from a pleural effusion of a lung adenocarcinoma patient; part of the NCI lung cancer cell line series.
• Key mutations: Carries oncogenic KRAS G12C (heterozygous), a homozygous TP53 splice-donor mutation, and a heterozygous CDKN2A nonsense mutation (p.Trp110Ter).
• Genomic resources: Included in the CCLE, NCI RAS mutant KRAS panel, and Cancer Dependency Map, with extensive multi-omics annotation.
• Research uses: Widely applied in studies of KRAS effector biology, apoptosis, mTOR signalling, drug resistance, and 3D tumour models.
• Adherent growth: Grows as an adherent monolayer with epithelial morphology in RPMI 1640-based medium.
• LKB1 wild-type: Retains wild-type LKB1 expression, making it a useful reference against LKB1-null NSCLC lines such as A549.

What is NCI-H1792?

NCI-H1792 was established from the pleural effusion of a 50-year-old male patient diagnosed with lung adenocarcinoma. The cell line was developed as part of the NCI-Navy Medical Oncology Branch's systematic effort, beginning in 1976, to build a comprehensively annotated bank of human cancer cell lines for use as preclinical research tools [1]. This initiative later expanded into the NCI cell line database, which has been described as a foundational resource for lung cancer biology over more than four decades [2]. The cell line displays epithelial morphology and grows as an adherent monolayer, and reported doubling times range from approximately 32 to 45 hours across published datasets, making it experimentally tractable for a wide range of assays.

At the molecular level, NCI-H1792 carries a heterozygous KRAS G12C mutation (c.34G>T), a homozygous TP53 splice-donor mutation (c.672+1G>A), and a heterozygous CDKN2A nonsense mutation (p.Trp110Ter, c.330G>A). Note that catalogue sources differ on KRAS zygosity: Cellosaurus, COSMIC, and DepMap annotate the G12C allele as heterozygous, and functional studies describing NCI-H1792 as carrying a single endogenous mutant KRAS allele support this [10], whereas some vendor documentation lists it as homozygous. The TP53 splice-site lesion was among the diverse p53 mutations catalogued across a large panel of NSCLC lines in an early characterisation study [3]. The cell line shows wild-type LKB1 expression [6] and retains intact RB-family protein expression [4], features that distinguish it from other commonly used NSCLC lines. NCI-H1792 is microsatellite-stable and is classified as European ancestry (North European 59.2%, South European 34.9%) based on genome-wide genotyping data [5].

Cell Culture Information

NCI-H1792 – low confluency

NCI-H1792 – high confluency

Advantages of NCI-H1792

NCI-H1792 occupies a unique niche among NSCLC cell lines because of its well-defined KRAS G12C mutation combined with wild-type LKB1 status and intact RB-family expression. This genetic combination makes it highly complementary to lines such as A549 Cells, which carry a different KRAS G12S allele and lack LKB1. The two lines are not isogenic — they derive from different patients — but the contrast between them has proven scientifically valuable: studies comparing LKB1 wild-type and mutant NSCLC lines have used NCI-H1792 as the wild-type reference to probe the LKB1–AMPK–mTOR signalling axis [6]. Pairing the two lines therefore provides a practical, if not genetically matched, contrast for mechanistic work on LKB1-dependent signalling.

The cell line's inclusion across multiple major multi-omics consortia — including the CCLE, the Cancer Dependency Map, and the COSMIC cell lines project — means that extensive reference datasets are publicly available. Researchers can immediately contextualise in-house drug-sensitivity, proteomic, or transcriptomic results against thousands of other cancer lines. Every batch of Cytion's NCI-H1792 Cells is released with a lot-specific Certificate of Analysis documenting STR authentication, mycoplasma testing, and post-thaw viability, so the exact figures for a given vial should be taken from the CoA supplied with that lot.

NCI-H1792 is also a validated model for three-dimensional tumour spheroid culture. The line has been shown to self-organise into structured spheroids when embedded in collagen scaffolds alongside cancer-associated fibroblasts, enabling realistic modelling of the tumour microenvironment and epithelial-to-mesenchymal transition [7]. This versatility means the line supports both classical 2D drug screening and more sophisticated 3D organotypic assays within the same laboratory workflow.

Limitations of NCI-H1792

Because NCI-H1792 was derived from a pleural effusion rather than primary tumour tissue, the biological properties of the line may reflect selection pressures associated with the metastatic microenvironment. Like all established cell lines, it lacks the stromal, immune, and vascular components present in vivo. Researchers studying tumour–stroma interactions must supplement single-line experiments with co-culture models or in vivo validation.

The homozygous TP53 splice-donor mutation in NCI-H1792 means that normal p53-dependent stress responses are absent. This limits the cell line as a model for studying wild-type p53 biology and may confound interpretation of apoptosis studies that rely on p53-mediated transcriptional activation. Investigators should be aware that drug-induced cell death in this line likely proceeds through p53-independent pathways, as demonstrated in studies examining Bcl-xL inhibition in combination with irradiation [8].

The CDKN2A lesion is a nonsense mutation (p.Trp110Ter) that truncates the p16^INK4a reading frame, so the line should not be treated as CDKN2A-proficient when designing or interpreting cell-cycle arrest experiments — particularly those involving CDK4/6 inhibition. In addition, published doubling-time estimates for NCI-H1792 differ appreciably between datasets (approximately 32.6 hours in one large-scale screen and 45 hours in another), so growth-rate-dependent assay windows, seeding densities, and endpoint timings should be established empirically in each laboratory rather than taken from a single literature value.

Zastosowania

Odkrywanie leków przeciwko osteosarcomie i badania przesiewowe metod terapeutycznych

Linia komórkowa U2OS stanowi podstawowy model do oceny nowych i ponownie zastosowanych związków przeciwko osteosarcomie. W badaniach analizowano działanie przeciwnowotworowe różnych środków naturalnych i syntetycznych na tej linii komórkowej. Wykazano, że kurcyna C, białko inaktywujące rybosomy typu I pochodzące z wykiełkowanych nasion Jatropha curcas, wykazało zdolność do hamowania proliferacji komórek U2OS poprzez apoptozę wywołaną przez reaktywne formy tlenu (ROS), autofagię oraz zatrzymanie cyklu komórkowego zarówno w fazie S, jak i G2/M, przy czym efekt ten przypisuje się aktywacji szlaku JNK przy jednoczesnym hamowaniu szlaku ERK; zmiatacz ROS, NAC, oraz inhibitor JNK, SP600125, osłabiały tę odpowiedź, co potwierdza proponowaną kaskadę [53]. W kolejnym badaniu wykazano, że większa skuteczność kurcyny C w stosunku do kurcyny w komórkach U2OS wynika w dużej mierze z endocytozy zależnej od klatryny, w której pośredniczy LRP1, dostępnej dla kurcyny C, ale nie dla kurcyny.

Aloperina, naturalny produkt alkaloidowy, hamowała proliferację i klonogenność zarówno komórek osteosarcomy MG-63, jak i U2OS, indukowała apoptozę, co potwierdzono za pomocą cytometrii przepływowej, oraz hamowała inwazję w testach typu „scratch” i „transwell”, powodując obniżenie ekspresji MMP-2, MMP-9, PI3K oraz p-AKT1 [54]. Badanie to uwypukliło wiele zbieżnych szlaków, poprzez które naturalne alkaloidy mogą jednocześnie osłabiać wzrost i potencjał przerzutowy. W innym badaniu wykazano, że stewiol, naturalny metabolit substancji słodzącej, hamuje proliferację komórek U2OS w sposób zależny od dawki i czasu, a badania mechanistyczne ujawniły zatrzymanie cyklu komórkowego w fazie G1 oraz mitochondrialną ścieżkę apoptozy wskazaną przez zwiększony stosunek Bax/Bcl-2 [55] — wyniki te wskazują naturalne metabolity jako potencjalne substancje do badań nad chemoprewencją osteosarcoma.

Kwas taninowy wzmacniał działanie cytotoksyczne cisplatyny w komórkach U2OS, ale interakcja ta okazała się silnie zależna od proporcji: synergię zaobserwowano przy stosunku kwasu taninowego do cisplatyny wynoszącym 90:10 i 85:15, podczas gdy stosunki 75:25 i 50:50 wykazywały działanie antagonistyczne, a sam kwas taninowy nie hamował znacząco normalnych osteoblastów hFOB 1.19 [56]. Każda strategia zwiększania wrażliwości oparta na polifenolach zależy zatem od starannej optymalizacji stosunku dawek, a nie od prostego jednoczesnego podawania. Kwas galusowy w podobny sposób wzmacniał śmierć komórkową wywołaną przez olaparib i łagodził nabytą oporność na olaparib w komórkach U2OS oraz w ich odmianie opornej na olaparib (U2OS-PIR), hamując angiogenezę i modulując cPARP, Bcl-2 i Bax [57], poszerzając repertuar kombinacji związków naturalnych, które można wykorzystać w badaniach nad leczeniem osteosarcoma. Wykazano, że lenwatynib, zatwierdzony inhibitor wielu kinaz, wywołuje zmiany związane z ferroptozą w komórkach U2OS i 143B poprzez oś p-STAT3/p53/xCT, ujawniając nowy mechanizm, dzięki któremu środek ten może hamować progresję osteosarcoma wykraczając poza swoją kanoniczną rolę w hamowaniu angiogenezy [19]. Immunoterapię opartą na komórkach NK oceniono w odniesieniu do panelu linii komórkowych osteosarcoma, w tym linii U2OS, przy czym ekspresja liganda NKG2D korelowała ze skutecznością zabijania komórek nowotworowych przez komórki NK, a interleukina-2 podawana w postaci aerozolu poprawiała in vivo aktywność komórek NK specyficzną dla danego narządu [20].

Szersze badania przesiewowe leków przeciwko mięsakom, obejmujące 63 ludzkie linie komórkowe i ponad 400 związków onkologicznych, udokumentowały profile wrażliwości linii U2OS na leki wraz z danymi dotyczącymi ekspresji genów i mikroRNA, zapewniając bogate źródło informacji farmakogenomicznych dla tej dziedziny [21]. Przełomowy projekt „Cancer Cell Line Encyclopedia” zintegrował dane dotyczące ekspresji genów, liczby kopii i sekwencjonowania z prawie 950 linii komórkowych, w tym U2OS, i skorelował je z profilami wrażliwości na leki w celu zidentyfikowania biomarkerów pozwalających przewidzieć odpowiedź na leczenie [15]. W kolejnym badaniu farmakogenomicznym zmapowano powiązania wrażliwości na leki z zmianami wywołanymi przez nowotwór w ponad 1000 opatrzonych adnotacjami liniach komórkowych, co pozwoliło na dalsze osadzenie odpowiedzi linii U2OS w szerszym kontekście onkologicznym [22].

Oś miR-16-1-3p/MDM2/p53 okazała się ważnym regulatorem sygnalizacji TGF-β1 w kostniakomięsaku. Xue i wsp. wykazali, że nadekspresja miR-16-1-3p znacznie zmniejszała potencjał proliferacyjny i klonogeniczny komórek U2OS, podczas gdy jej połączenie z leczeniem TGF-β silnie wzmacniało zatrzymanie w fazie G1 i niemal całkowicie eliminowało zdolność nowotworu do wzrostu [23]. W tym samym badaniu wykazano, że miR-16-1-3p hamowało indukowaną przez TGF-β przebudowę aktyny oraz zmiany związane z przejściem nabłonkowo-mezenchymalnym, a ich jednoczesne podawanie zwiększało wrażliwość na cisplatynę w komórkach U2OS typu dzikiego oraz zmniejszało objętość guza i przerzuty w modelu błony korioallantoicznej kurcząt, dostarczając wglądu w mechanizm, w jaki to mikroRNA hamuje pro-przerzutową gałąź szlaku sygnałowego TGF-β. Wykazano, że pęcherzyki pozakomórkowe pochodzące z osteoblastów (OB-EV) zmieniają zachowanie komórek osteosarcoma w sposób zależny od linii komórkowej: w komórkach U2OS zmniejszały aktywność metaboliczną (1,30-krotnie) i proliferację (1,70-krotnie), jednocześnie zwiększając apoptozę (1,15-krotnie), podczas gdy proliferacja komórek MG-63 wzrosła 4,9-krotnie. Towarzyszące badanie profilowania transkryptomicznego przeprowadzono na komórkach MNNG/HOS, gdzie zaobserwowano różnicową ekspresję 296 genów, a autorzy proponują transport miRNA jako potencjalny mechanizm przyczyniający się do tych zmian, który jednak nadal wymaga walidacji funkcjonalnej [24]. Przeprogramowanie metaboliczne w osteosarcomie zbadano za pomocą transkryptomiki pojedynczych komórek, identyfikując stanniokalcynę-2 (STC2) jako kluczowy regulator glikolizy, którego funkcję zweryfikowano w komórkach MG-63 i U2OS za pomocą analizy strumienia pozakomórkowego metodą Seahorse [25].

Naprawa DNA, regulacja cyklu komórkowego i odpowiedź na uszkodzenia DNA

U2OS jest jednym z najczęściej stosowanych modeli w badaniach nad naprawą DNA, głównie dlatego, że jego dziki typ p53 pozwala na zbadanie pełnego zakresu odpowiedzi na uszkodzenia zależnych od p53. W badaniu na skalę genomu zmapowano transkryptom komórek U2OS regulowany przez cykl komórkowy, identyfikując 2 140 okresowo ekspresjonowanych transkryptów odpowiadających 1 871 unikalnym genom w wielu zsynchronizowanych cyklach komórkowych [52]. Łącząc dane ChIP-seq dla czynnika transkrypcyjnego G2/M FOXM1 z opublikowanymi danymi ChIP-seq dla E2F1, E2F4, E2F6, GABPA oraz kompleksu DREAM, autorzy wykazali, że FOXM1 silnie aktywuje promotory genów fazy G2/M, a jedynie słabo aktywuje te indukowane w fazie S, oraz że podstawowy zestaw genów cyklu komórkowego wspólny dla linii U2OS i HeLa jest wiązany przez wiele czynników transkrypcyjnych cyklu komórkowego. Zbiór danych ten ugruntował pozycję linii komórkowej U2OS jako drugiego, niezależnie scharakteryzowanego modelu ludzkiego do mapowania transkryptomu cyklu komórkowego i pozostaje szeroko stosowanym punktem odniesienia w badaniach nad regulacją genów w cyklu podziałów komórek ludzkich.

Mutacje powodujące wzmocnienie funkcji w genie PPM1D/Wip1 — fosfatazy, która dezaktywuje p53 — prowadzą do powstania skróconej w części C-końcowej, nadaktywnej formy Wip1 i upośledzają zależny od p53 punkt kontrolny G1 po uszkodzeniu DNA; Komórki U2OS są heterozygotyczne pod względem takiego skróconego allela (p.Arg458Ter) [7] [61]. To sprawia, że U2OS jest użytecznym modelem do badania, w jaki sposób skrócenia Wip1 zapewniają selektywną przewagę wzrostową poprzez osłabienie odpowiedzi na uszkodzenie DNA. Zmienność międzykomórkową w odpowiedzi na uszkodzenia DNA określono ilościowo w komórkach U2OS poddanych działaniu fotonów o dawce 2 Gy; poprzez porównanie ognisk 53BP1 i γH2AX w jądrach siostrzanych komórek dwujądrzastych, Płódowska i wsp. wykazali stochastyczne wahania międzykomórkowe w tworzeniu ognisk naprawczych, nakładające się na losowo rozmieszczone uszkodzenia DNA, przy czym wahania te stanowiły 28% całkowitej zmienności w przypadku ognisk 53BP1 i 50% w przypadku ognisk γH2AX [26]. Analiza wymiany chromatyd siostrzanych w liniach komórkowych mięsaków tkanek miękkich, w tym w komórkach porównawczych U2OS, potwierdziła, że endogenne tworzenie się γH2AX koreluje z niestabilnością genomową i może przewidywać reakcje na terapie powodujące uszkodzenia DNA [27].

Komórki U2OS wykorzystano do zbadania somatycznej ekspansji powtórzeń CAG w chorobie Huntingtona. Genetyczne wyłączenie kieszeni wiązania MSH3 Y245/K246 kieszonki wiążącej IDL w genie MSH3 znacznie ograniczyła interakcję z DNA i zniwelowała ekspansję powtórzeń w linii U2OS wyrażającej mutowany ekson 1 HTT, a farmakologiczna blokada tego samego miejsca ograniczyła ekspansję powtórzeń w komórkach U2OS i, co istotne, spowolniła również ekspansję w neuronach o średniej kolczastości pochodzących z iPSC pacjentów z chorobą Huntingtona [28]. Linia pochodna U2OS DR-GFP jest szeroko stosowana w testach naprawy rekombinacyjnej homologicznej, a w celu analizy poszczególnych składników szlaków naprawczych wygenerowano wiele linii z wyłączonymi genami — w tym z wyłączonymi genami RAD52, TBK1 i OPTN — wszystkie skatalogowane jako pozycje podrzędne CVCL_0042 [61]. Supresor nowotworowy TSC2 zidentyfikowano jako supresor ziarnistości stresowych; w preprincie opisującym te badania częściowa redukcja TSC2 za pomocą siRNA w komórkach U2OS nie wywołała spontanicznego powstawania ziaren stresu, w przeciwieństwie do całkowitej utraty tego genu obserwowanej w mysich fibroblastach embrionalnych, co potwierdziło, że TSC2 jest regulatorem tworzenia ziaren stresu zależnym od progu [29]. W badaniach przesiewowych całego genomu pod kątem homozygotycznych delecji i zaburzeń genów kompleksu polaryzacyjnego w panelach linii komórkowych nowotworowych uwzględniono również dane dotyczące komórek U2OS, co przyczyniło się do identyfikacji recesywnych genów nowotworowych oraz sygnatur miejsc wrażliwych [30] [31].

Biologia rytmów dobowych i regulacja genów

Komórki U2OS stały się wiodącym modelem w badaniach nad zegarem okołodobowym ssaków. Komórki te wykazują silne, samopodtrzymujące się rytmy okołodobowe i są rutynowo wykorzystywane wraz z reporterami lucyferazy genów zegara do luminometrii w czasie rzeczywistym. Burke i in. wykorzystali komórki U2OS wyrażające reportery lucyferazy genów zegara, aby wykazać, że kofeina wydłuża okres okołodobowy w sposób zależny od dawki, a poprzez analizę farmakologiczną i wyciszenie za pomocą siRNA ustalili, że za ten efekt odpowiada sygnalizacja receptora adenozyny — a nie aktywność receptora ryanoidynowego ani fosfodiesterazy [59]. Ten sam system umożliwia przeprowadzanie przesiewu chemicznego na dużą skalę: wysokoprzepustowy przesiew istniejących leków w komórkach U2OS wykazał, że około 5% z nich zmieniało okres dobowy, co pozwoliło zidentyfikować dehydroepiandrosteron jako związek skracający ten okres oraz wskazało na udział ABL1, ABL2 i kinazy BCR w regulacji tego okresu [60]. Właściwości te zostały szeroko wykorzystane do scharakteryzowania mechanizmów molekularnych rządzących podstawową pętlą sprzężenia zwrotnego transkrypcji-translacji BMAL1/CLOCK oraz jej interakcji ze szlakami onkogennymi.

W niedawnym preprincie zbadano endogenną naturę rytmu dobowego c-MYC w komórkach U2OS. Poprzez stworzenie reporteru c-MYC i porównanie jego fazy oscylacji z reporterami BMAL1 i PER2, Kalyanaraman i wsp. stwierdzili, że promotor c-MYC oscyluje rytmicznie w komórkach U2OS — linii charakteryzującej się z natury niskim poziomem MYC — i oscyluje w fazie przesuniętej względem kluczowych składników zegara [32]. Model obliczeniowy oparty na tych wynikach sugeruje, że MYC działa jako czynnik zakłócający zegar, którego synchronizacja minimalizuje negatywny wpływ na regulację rytmu dobowego — odkrycie to ma znaczenie dla zrozumienia, w jaki sposób nadekspresja onkogennego MYC zaburza fizjologię rytmu dobowego. Jako preprint praca ta nie przeszła jeszcze recenzji naukowej. Niemniej jednak stanowi ona przykład przydatności linii U2OS do jednoczesnego badania funkcji onkogenu i regulacji rytmu dobowego.

Linia U2OS jest telomerazoujemna i utrzymuje swoje telomery poprzez alternatywne wydłużanie telomerów (ALT) – mechanizm oparty na rekombinacji, po raz pierwszy udokumentowany w podgrupie nowotworów i linii komórkowych pochodzących z nowotworów przez Bryana i wsp. [58]. To sprawia, że jest to standardowy model do badań nad ALT – mechanizmem aktywnym w niektórych nowotworach, w tym w osteosarcomach. Linia ta jest również często wykorzystywana w badaniach nad dynamiką modyfikacji histonów, architekturą jądra komórkowego oraz organizacją chromatyny, dzięki swoim dużym jądrach i łatwości obrazowania optycznego. Pochodne histonów i porów jądrowych znakowane fluorescencyjnie — w tym U2OS EGFP-H2B oraz liczne linie NUP96 znakowane CRISPR, wywodzące się z U2OS — umożliwiły ilościowe obrazowanie procesów transportu chromatyny i transportu jądrowego z wysoką rozdzielczością przestrzenną [61].

Endocytoza i transport wewnątrzkomórkowy

Linia U2OS stała się standardowym modelem do badania endocytozy za pośrednictwem klatryny (CME) oraz aktywności GTPazy dynaminy, dzięki swojej silnej aktywności internalizacji receptorów oraz przydatności do ilościowych testów CME opartych na fluorescencji, mierzących wychwyt transferryny znakowanej Alexa594. Seria związków sulfonadynowych — arylosulfonamidów pochodzących od analogów dansylokadaveriny — została scharakteryzowana jako konkurencyjne względem GTP inhibitory dynaminy I i dynaminy II przy użyciu komórek U2OS jako podstawowej platformy do testów CME [33]. Analiza kinetyczna Michaela-Mentena w tym układzie potwierdziła mechanizm hamowania, a najsilniejszy analog wykazał również działanie przeciwpadaczkowe w modelach zwierzęcych, co sprawia, że testy CME oparte na komórkach U2OS stają się narzędziem translacyjnym w odkrywaniu leków neurologicznych.

Osobno oceniono pochodzący ze środowiska morskiego seskwiterpen hydroksychinonowy — bolinachinon — oraz pokrewne analogi naftochinonu pod kątem aktywności hamującej CME w komórkach U2OS, przy czym optymalizacja strukturalna oparta na teorii funkcjonalnej gęstości pozwoliła uzyskać analogi o znacznie zwiększonej skuteczności zarówno wobec GTPazy dynaminy, jak i CME [34]. Badania te pokazują, w jaki sposób testy CME oparte na komórkach U2OS stanowią czułą i powtarzalną platformę do badań zależności struktura-aktywność inhibitorów endocytozy. Spójna ekspresja receptorów w tej linii komórkowej oraz przewidywalna kinetyka internalizacji sprawiają, że jest to preferowany system komórkowy dla tej klasy badań.

Losy oligonukleotydów antysensownych (ASO) po ich wychwyceniu przez komórki śledzono w komórkach U2OS za pomocą mikroskopii żywych komórek, pomiarów stosunku pH oraz trójwymiarowej skaningowej mikroskopii elektronowej z wykorzystaniem skupionej wiązki jonowej. W preprincie opisującym te badania Sitarska i wsp. wykazali, że nawet w warunkach, w których poziom docelowego RNA zmniejszył się o ponad 90%, mniej niż 4% zinternalizowanych ASO dotarło do jądra komórkowego, a ASO gromadziły się w późnych endosomach, endolizosomach i lizosomach, gdzie indukowały neutralizację w świetle komórkowym bez rekrutacji galektyny-3 ani pęknięcia błony ograniczającej [35]. Autorzy sugerują, że produktywna ucieczka ma miejsce raczej we wcześniejszym etapie endocytozy, najprawdopodobniej w endosomach wczesnych lub recyklingowych. Komórki U2OS wykorzystano również w teście aktywacji receptora GLP-1R — linii U2OS wyrażającej wrażliwe na cAMP biosensory Nomad — w celu oceny metabolicznych skutków ekstraktu z bergamotki w postaci fosfolipidowej, wykazując przydatność tej linii jako zmodyfikowanej platformy ekspresji receptorów do badań farmakologii produktów naturalnych [36]. Technologia cybridów służąca do badania mutacji mitochondrialnego DNA została udoskonalona poprzez walidację nowo opracowanych pochodnych linii HCT116, HT1080 i U2OS pozbawionych mtDNA (ρ0) jako linii komórkowych biorców do generowania cybridów transmitochondrialnych [37].

Proteomika, genomika i platformy wieloomiczne

Linia komórkowa U2OS stanowi kluczową linię referencyjną w inicjatywach proteomicznych na dużą skalę. Pierwszy dedykowany profil proteomiczny linii U2OS został opracowany przez Niforou i wsp. przy użyciu dwuwymiarowej elektroforezy żelowej w połączeniu ze spektrometrią masową MALDI: z dwóch żeli 2-DE wycięto i przeanalizowano około 3000 plam, co pozwoliło na identyfikację 237 różnych produktów genowych, w tym 11 protoonkogenów związanych ze stanem nowotworowym tej linii [16]. W kolejnych badaniach opartych na spektrometrii masowej określono ilościowo proteom bezwzględny tej linii w fazie interfazy i mitozy — opisanej w publikacji jako powszechnie stosowana ludzka linia komórkowa i przypisanej do U2OS w bazie Cellosaurus — wykazując ekspresję co najmniej około 10 000 białek o zróżnicowanej liczebności komórkowej w zakresie siedmiu rzędów wielkości, do 20 milionów kopii na komórkę [38] [61]. Proteomika porównawcza obejmująca jedenaście powszechnie stosowanych linii komórkowych wykazała, że linia U2OS posiada wspólny rdzeń białek ubykwitarnie eksprymowanych, wykazując jednocześnie specyficzne dla danego typu komórki zróżnicowanie w podgrupach funkcjonalnych [39].

Proteomika powierzchni komórkowej na dużą skalę z wykorzystaniem technologii Cell Surface Capture pozwoliła skatalogować surfaceom linii U2OS wraz z 40 innymi typami komórek ludzkich (łącznie 41 typów komórek ludzkich i 31 mysich), zapewniając zasób służący do identyfikacji celów powierzchniowych dostępnych farmakologicznie [40]. W badaniach dotyczących typowania HLA i przewidywania neoepitopów uwzględniono linię U2OS w celu wsparcia rozwoju celów immunoterapii nowotworowej [41] [42]. Charakterystyka macierzy białkowych w fazie odwróconej obejmująca ponad 650 linii komórkowych nowotworowych uwzględniła linię U2OS, wykazując, że dane fosfoproteomiczne zapewniają zdolność predykcyjną w zakresie wrażliwości na leki wykraczającą poza możliwości wynikające wyłącznie z pomiarów mRNA [43]. Mapa proteomiczna obejmująca 949 linii komórkowych nowotworowych dodatkowo zintegrowała dane proteomiczne U2OS z badaniami niezbędności metodą CRISPR oraz danymi dotyczącymi odpowiedzi na leki, ujawniając tysiące biomarkerów białkowych wrażliwości nowotworów [44].

Charakterystyka transkryptomowa 675 linii komórkowych nowotworowych przeprowadzona metodą sekwencjonowania RNA pozwoliła skatalogować fuzje genów, sygnatury mutacji oraz ekspresję sekwencji pochodzenia innego niż ludzkie w linii U2OS [45]. Charakterystyka CCLE nowej generacji rozszerzyła profilowanie o dane dotyczące metylacji DNA, modyfikacji histonów, ekspresji mikroRNA oraz splicingu RNA w 1 072 liniach, przy czym linia U2OS przyczyniła się do integracyjnych analiz cech molekularnych leżących u podstaw odpowiedzi na leki [46]. Ilościowa proteomika panelu CCLE pozwoliła zidentyfikować zaburzenia szlaków na poziomie białkowym, które nie były widoczne na podstawie samych danych genomicznych lub transkryptomicznych [47]. Metoda „Cell Painting” w połączeniu z profilowaniem termicznym proteomu w komórkach U2OS wykazała się jako skuteczna strategia wnioskowania o mechanizmie działania leków poprzez integrację profilowania morfologicznego z obiektywnym wykrywaniem białkowych celów [17]. Zbiory danych proteomicznych U2OS podlegają również kontroli jakości na poziomie wiromów: jako ogólny etap przesiewowy opracowano procedurę ksenoproteomiki służącą do nieukierunkowanego wykrywania białek wirusowych w danych proteomicznych, a autorzy zalecają, aby przed publikacją każdy zbiór danych dotyczących proteomu komórkowego był badany pod kątem obecności białek pochodzenia innego niż ludzkie [48]. Integratywna analiza epigenomiczna osteosarcoma z wykorzystaniem komórek U2OS pozwoliła zidentyfikować 350 genów wykazujących zgodne aberracje genetyczne i epigenetyczne, co przyczyniło się do lepszego zrozumienia sieci regulacyjnej kierującej progresją nowotworów kości [49]. Ekspresję białek w mikromacierzach komórkowych oceniono również przy użyciu komórek U2OS osadzonych w matrycach agarozowych, co umożliwiło jednoczesne profilowanie wielu linii komórkowych w formacie mikromacierzy tkankowych [50]. Wczesne reakcje markerowe komórek U2OS na ekstrakty z pokrytego kwasem hialuronowym ksenogenicznego przeszczepu kostnego scharakteryzowano za pomocą qRT-PCR: Ekspresja RUNX2 uległa 2,61-krotnemu zwiększeniu (p = 0,01), natomiast nie odnotowano istotnego wpływu w przypadku COL1A1, a zaobserwowane różnice w aktywności metabolicznej nie pozostały istotne po korekcie FDR [51]. Autorzy opisują badanie jako eksploracyjne i wzywają do jego walidacji na komórkach pierwotnych oraz w modelach in vivo.

Wnioski

U2OS (CVCL_0042) to niezwykle wszechstronna ludzka linia komórkowa osteosarcoma, która przyczyniła się do fundamentalnych postępów w badaniach nad nowotworami kości, biologii naprawy DNA, naukach o rytmie dobowym, farmakologii endocytozy oraz profilowaniu omicznym na dużą skalę. Jej dziki typ genu TP53, morfologia komórek przylegających do podłoża, krótki czas podwojenia oraz dogłębna charakterystyka wieloomiczna sprawiają, że jest to wyjątkowo dobrze udokumentowany model eksperymentalny. Od wczesnych badań typowania HLA po współczesne badania funkcjonalne oparte na technologii CRISPR oraz profilowanie leków metodą „Cell Painting”, linia U2OS nieustannie dostosowuje się do potrzeb społeczności zajmującej się badaniami biomedycznymi. Naukowcy poszukujący niezawodnego, obszernie udokumentowanego modelu do badań nad biologią osteosarcoma, regulacją cyklu komórkowego, odpowiedzią na uszkodzenia DNA lub wysokoprzepustowym przesiewaniem związków chemicznych uznają komórki U2OS za niezbędne narzędzie. Zapoznaj się z pełną specyfikacją lub zamów komórki U2OS bezpośrednio na stronie cytion.com.

Najważniejsze publikacje

1. Pontén J, Saksela E (1967) Dwie ustalone linie komórkowe in vitro pochodzące z ludzkich nowotworów mezenchymalnych. International journal of cancer. PMID: 6081590
2. Fogh J (1986) Ludzkie linie nowotworowe do badań nad rakiem. Cancer Investigation. PMID: 3518877
3. Fogh J, Wright WC, Loveless JD (1977) Brak zanieczyszczenia komórkami HeLa w 169 liniach komórkowych pochodzących z nowotworów ludzkich. „Journal of the National Cancer Institute”. PMID: 833871
4. Espmark JA, Ahlqvist-Roth L, Särne L (1978) Typowanie tkankowe komórek w hodowli. III. Antygeny HLA w ustalonych ludzkich liniach komórkowych. Antygeny tkankowe. PMID: 77569
5. Pollack MS, Heagney SD, Livingston PO (1981) Ekspresja alloantygenów HLA-A, B, C i DR w czterdziestu sześciu hodowanych ludzkich liniach komórkowych nowotworowych. Journal of the National Cancer Institute. PMID: 7017212
6. Pautke C, Schieker M, Tischer T (2004) Charakterystyka linii komórkowych osteosarcoma MG-63, Saos-2 i U-2 OS w porównaniu z ludzkimi osteoblastami. Anticancer research. PMID: 15736406
7. Kleiblova P, Shaltiel IA, Benada J (2013) Mutacje powodujące wzmocnienie funkcji genu PPM1D/Wip1 upośledzają zależny od p53 punkt kontrolny G1. The Journal of Cell Biology. PMID: 23649806
8. Ozaki T, Neumann T, Wai D (2003) Zmiany chromosomowe w liniach komórkowych osteosarcoma ujawnione za pomocą porównawczej hybrydyzacji genomowej i wielobarwnego kariotypowania. Genetyka i cytogenetyka nowotworów. PMID: 12645653
9. Selvarajah S, Yoshimoto M, Maire G (2007) Identyfikacja ukrytych mikroaberracji w osteosarcomie za pomocą porównawczej hybrydyzacji genomowej z wykorzystaniem macierzy oligonukleotydowej o wysokiej rozdzielczości. „Cancer Genetics and Cytogenetics”. PMID: 17981215
10. Ottaviano L, Schaefer KL, Gajewski M (2010) Charakterystyka molekularna powszechnie stosowanych linii komórkowych w badaniach nad nowotworami kości: transeuropejski projekt EuroBoNet. Genes, chromosomes & cancer. PMID: 19787792
11. Masuda H, Miller C, Koeffler HP (1987) Rearanżacja genu p53 w ludzkich mięsakach kostnych. Dziennik Narodowej Akademii Nauk Stanów Zjednoczonych Ameryki. PMID: 2823272
12. Diller L, Kassel J, Nelson CE (1990) p53 pełni funkcję białka kontrolującego cykl komórkowy w osteosarcomach. Biologia molekularna i komórkowa. PMID: 2233717
13. Mohseny AB, Machado I, Cai Y (2011) Charakterystyka funkcjonalna linii komórkowych osteosarcomy dostarcza reprezentatywnych modeli do badania tej choroby u ludzi. Badania laboratoryjne; czasopismo poświęcone metodom technicznym i patologii. PMID: 21519327
14. Müller CR, Paulsen EB, Noordhuis P (2007) Potencjał leczenia liposarcomów za pomocą antagonisty MDM2 – Nutlin-3A. International Journal of Cancer. PMID: 17354236
15. Barretina J, Caponigro G, Stransky N (2012) Encyklopedia linii komórkowych nowotworów umożliwia tworzenie modeli prognostycznych wrażliwości na leki przeciwnowotworowe. Nature. PMID: 22460905
16. Niforou KM, Anagnostopoulos AK, Vougas K (2008) Profil proteomiczny ludzkiej linii komórkowej osteosarcoma U2OS. Genomika i proteomika nowotworów. PMID: 18359981
17. Johansson C, Johansson M, Kasi PB (2026) Barwienie komórek i termiczne profilowanie proteomiczne w celu wnioskowania o celach leków i mechanizmach działania. Molecular systems biology. PMID: 42141265
18. Yu M, Selvaraj SK, Liang-Chu MM (2015) Zasób służący do autentyfikacji, adnotacji i kontroli jakości linii komórkowych. Nature. PMID: 25877200
19. Yang C, Ma Y, Shen W (2026) Lenvatinib wywołuje zmiany związane z ferroptozą w komórkach osteosarcoma, angażujące oś p-STAT3/p53/xCT. Frontiers in oncology. PMID: 42294277
20. Guma SR, Lee DA, Yu L (2014) Terapia komórkami NK i aerozolowa interleukina-2 w leczeniu przerzutów osteosarcoma do płuc. Pediatric Blood & Cancer. PMID: 24136885
21. Teicher BA, Polley E, Kunkel M (2015) Badanie linii komórkowych mięsaka pod kątem leków onkologicznych i środków badawczych pozwala zidentyfikować wzorce związane z ekspresją genów i mikroRNA. Molecular Cancer Therapeutics. PMID: 26351324
22. Iorio F, Knijnenburg TA, Vis DJ (2016) Przegląd interakcji farmakogenomicznych w nowotworach. Cell. PMID: 27397505
23. Xue W, Wang Y, Smirnova AV (2026) miR-16-1-3p hamuje proliferację i inwazyjność poprzez oś MDM2-p53 w szlaku sygnałowym TGF-β1 w osteosarcomie. Molecular Therapy. Oncology. PMID: 42318056
24. Giacchi L, Ucci A, Zelli V (2026) Wpływ pęcherzyków pozakomórkowych pochodzących z osteoblastów na profil transkrypcyjny komórek osteosarcoma: rola transportowanych miRNA. Biomedicines. PMID: 42193365
25. Hu X, Wang Q, Lin S (2026) Transkryptomika pojedynczych komórek ujawnia heterogenność glikolizy i identyfikuje STC2 jako kluczowy regulator przeprogramowania metabolicznego w osteosarcomie. Biochemia molekularna i komórkowa. PMID: 42166004
26. Płódowska M, Drzazga D, Węgierek-Ciuk A (2026) Ocena zmienności odpowiedzi na uszkodzenia DNA w poszczególnych komórkach ludzkich poddanych promieniowaniu fotonowemu. Radiation and environmental biophysics. PMID: 42301301
27. Salawu A, Wright K, Al-Kathiri A (2018) Wymiana chromatyd siostrzanych i niestabilność genomowa w mięsakach tkanek miękkich: potencjalne implikacje dla odpowiedzi na terapie powodujące uszkodzenia DNA. Sarcoma. PMID: 29853780
28. Goold R, Donaldson J, Gidney F (2026) Genetyczne lub farmakologiczne zakłócenie kieszeni wiązania MSH3 Y245/K246 IDL spowalnia ekspansję powtórzeń CAG. NAR Molecular Medicine. PMID: 42317610
29. Ma Y, Farny NG (2026) TSC2 jest supresorem ziarnistości stresowych. bioRxiv. Preprint — niepoddany recenzji. PMID: 42239325
30. Bignell GR, Greenman CD, Davies H (2010) Ślady mutacji i selekcji w genomie nowotworowym. Nature. PMID: 20164919
31. Rothenberg SM, Mohapatra G, Rivera MN (2010) Badanie całego genomu pod kątem mikrodelecji ujawnia zaburzenia genów kompleksu polaryzacyjnego w różnych nowotworach u ludzi. Cancer research. PMID: 20215515
32. Kalyanaraman B, Ganesh D, Kunte VA (2026) Gen c-MYC ulega transkrypcji w rytmie dobowym i działa jako czynnik zaburzający zegar biologiczny, którego czas działania minimalizuje jego wpływ. bioRxiv. Preprint — niepoddany recenzji. PMID: 42244582
33. Jones NC, Robertson MJ, Odell LR (2026) Związki sulfonadynowe: klasa arylosulfonamidów, które hamują GTPazę dynaminy oraz endocytozę za pośrednictwem klatryny i wykazują działanie przeciwpadaczkowe w modelach zwierzęcych. ACS Chemical Biology. PMID: 42313002
34. O’Brien NS, Ghods A, Xue J (2025) Od bolinachinonu, morskiego seskwiterpenu hydroksychinonowego, do naftochinonów o działaniu hamującym klatrynę. RSC Medicinal Chemistry. PMID: 41884311
35. Sitarska E, Saminathan A, Scanavachi G (2026) Nagie oligonukleotydy antysensowne pozostają sekwestrowane w endolizosomach pomimo wywołanego uszkodzenia błony komórkowej. bioRxiv. Preprint — niepoddany recenzji. PMID: 42182263
36. Khan A, Mella RM, Villacé P (2026) Ocena in vitro aktywności związanej z receptorem GLP-1R w zrównoważonym, standaryzowanym ekstrakcie z bergamotki w postaci fosfolipidowej. Biomedicines. PMID: 42193436
37. Weaver L, Alexeyev MF (2026) Ulepszona metoda tworzenia cybryd transmitochondrialnych. Cells. PMID: 42193905
38. Beck M, Schmidt A, Malmstroem J (2011) Proteom ilościowy ludzkiej linii komórkowej. Molecular systems biology. PMID: 22068332
39. Geiger T, Wehner A, Schaab C (2012) Analiza proteomiczna porównawcza jedenastu powszechnie stosowanych linii komórkowych ujawnia wszechobecną, ale zróżnicowaną ekspresję większości białek. Molecular & cellular proteomics. PMID: 22278370
40. Bausch-Fluck D, Hofmann A, Bock T (2015) Atlas białek powierzchniowych komórek opracowany na podstawie danych spektrometrii masowej. PloS one. PMID: 25894527
41. Boegel S, Löwer M, Bukur T (2014) Katalog typów HLA, ekspresji HLA oraz potencjalnych neoepitopów w ludzkich liniach komórkowych nowotworowych. Oncoimmunology. PMID: 25960936
42. Scholtalbers J, Boegel S, Bukur T (2015) TCLP: internetowy katalog linii komórkowych nowotworowych uwzględniający typy HLA, przewidywane neoepitopy, wirusy oraz ekspresję genów. Genome medicine. PMID: 26589293
43. Li J, Zhao W, Akbani R (2017) Charakterystyka ludzkich linii komórkowych nowotworowych za pomocą macierzy białkowych w fazie odwróconej. Cancer Cell. PMID: 28196595
44. Gonçalves E, Poulos RC, Cai Z (2022) Proteomiczna mapa 949 ludzkich linii komórkowych obejmująca wszystkie nowotwory. Cancer Cell. PMID: 35839778
45. Klijn C, Durinck S, Stawiski EW (2015) Kompleksowy profil transkrypcyjny ludzkich linii komórkowych nowotworowych. Nature Biotechnology. PMID: 25485619
46. Ghandi M, Huang FW, Jané-Valbuena J (2019) Charakterystyka Encyklopedii Linii Komórkowych Nowotworów (Cancer Cell Line Encyclopedia) w nowej generacji. Nature. PMID: 31068700
47. Nusinow DP, Szpyt J, Ghandi M (2020) Proteomika ilościowa Encyklopedii Linii Komórkowych Nowotworów. Cell. PMID: 31978347
48. Chernobrovkin AL, Zubarev RA (2014) Wykrywanie białek wirusowych w ludzkich liniach komórkowych za pomocą ksenoproteomiki: wyeliminowanie ostatniej ważnej wymówki, by nie badać każdego zbioru danych proteomicznych komórek pod kątem białek wirusowych. PloS one. PMID: 24618588
49. Kresse SH, Rydbeck H, Skårn M (2012) Analiza integracyjna ujawnia powiązania między zmianami genetycznymi i epigenetycznymi w osteosarcomie. PloS one. PMID: 23144859
50. Andersson AC, Strömberg S, Bäckvall H (2006) Analiza ekspresji białek w mikromacierzach komórkowych: narzędzie do proteomiki opartej na przeciwciałach. The Journal of Histochemistry and Cytochemistry. PMID: 16957166
51. Mayer Y, Abu Sada H, Zigdon Giladi H (2026) Wczesne reakcje markerów osteogenicznych i stromalnych linii komórkowych podobnych do osteoblastów oraz komórek stromalnych szpiku kostnego na ksenogeniczny przeszczep kostny pokryty kwasem hialuronowym: eksploracyjna analiza in vitro. Dentistry Journal. PMID: 42187668
52. Grant GD, Brooks L 3rd, Zhang X (2013) Identyfikacja genów regulowanych przez cykl komórkowy, okresowo ekspresjonowanych w komórkach U2OS, oraz ich regulacja przez czynniki transkrypcyjne FOXM1 i E2F. Biologia molekularna komórki. PMID: 24109597
53. Wang F, Wu P, Qin S (2021) Kurcyna C hamuje proliferację linii komórkowej osteosarcoma U2OS poprzez apoptozę indukowaną przez ROS, autofagię i zatrzymanie cyklu komórkowego w wyniku aktywacji szlaku sygnałowego JNK. International Journal of Biological Macromolecules. PMID: 34896468
54. Chen S, Jin Z, Dai L (2017) Aloperina indukuje apoptozę i hamuje inwazję w komórkach ludzkiego osteosarcoma MG-63 i U2OS. Biomedicine & pharmacotherapy. PMID: 29080457
55. Chen JM, Zhang J, Xia YM (2018) Stewiol, naturalny metabolit substancji słodzącej, hamuje proliferację ludzkiej linii komórkowej osteosarcoma U2OS. Oncology Letters. PMID: 29552164
56. Kasiram MZ, Hapidin H, Abdullah H (2022) Kwas taninowy wzmacnia działanie cisplatyny na proliferację komórek i apoptozę w ludzkiej linii komórkowej osteosarcoma (U2OS). Pharmacological reports. PMID: 34652600
57. Erdogan MK, Usca AB (2025) Kwas galusowy wzmacnia indukowaną przez olaparib śmierć komórek i osłabia oporność na olaparib w ludzkiej linii komórkowej osteosarcoma U2OS. Current issues in molecular biology. PMID: 39996825
58. Bryan TM, Englezou A, Dalla-Pozza L (1997) Dowody na istnienie alternatywnego mechanizmu utrzymywania długości telomerów w nowotworach ludzkich i liniach komórkowych pochodzących z nowotworów. Nature Medicine. PMID: 9359704
59. Burke TM, Markwald RR, McHill AW (2015) Wpływ kofeiny na ludzki zegar okołodobowy in vivo i in vitro. „Science Translational Medicine”. PMID: 26378246
60. Tamai TK, Nakane Y, Ota W (2018) Identyfikacja modulatorów zegara okołodobowego wśród istniejących leków. EMBO Molecular Medicine. PMID: 29666146
61. Cellosaurus. U2OS (CVCL_0042). SIB Swiss Institute of Bioinformatics. Dostępne pod adresem: https://www.cellosaurus.org/CVCL_0042 (dostęp: 11 sierpnia 2026 r.)