Komórki HaCaT – badania nad biologią skóry i chorobami skóry
Komórki HaCaT pochodzą z ludzkich keratynocytów naskórka i są powszechnie wykorzystywane do badania homeostazy naskórka oraz związanych z nią patologii. Komórki te uznaje się za spontanicznie unieśmiertelnione ludzkie keratynocyty, co jest godne uwagi, ponieważ pochodzą one z normalnych keratynocytów skóry, nie doświadczając kryzysu ani spowolnienia wzrostu. To wyjątkowe pochodzenie nadaje komórkom HaCaT zestaw właściwości genetycznych i wzrostowych, które różnią się od innych linii komórkowych. Pomimo wykazywania transformowanego fenotypu in vitro z właściwościami klonogenicznymi na agarze lub plastiku, linia komórkowa HaCaT pozostaje nie nowotworowa. Jako pierwsza stabilna linia komórek nabłonkowych pochodzących z dorosłej skóry ludzkiej, wykazująca normalne różnicowanie, komórki HaCaT stanowią cenne narzędzie do badania regulacji keratynizacji w komórkach ludzkich. Komórki te mają szeroki zakres zastosowań ze względu na ich zdolność do skutecznej proliferacji i różnicowania in vitro.
- Pożywka wzrostowa
- Zobacz stronę produktu
- Czas podwojenia
- Zobacz stronę produktu
- Typ wzrostu
- Adhezyjny
- Poziom bezpieczeństwa biologicznego
- BSL-1
- Dostępne w
- Cytion — Zamów HaCaT
- Charakterystyka komórek HaCaT
- Charakterystyka genetyczna i pochodzenie komórek HaCaT
- Jak pobrać komórki HaCaT w 5 prostych krokach
- Zastosowania komórek HaCaT
- Polecane filmy: Odkrywanie świata komórek HaCaT
Cechy charakterystyczne komórek HaCaT
Komórki HaCaT można hodować w warunkach niskiego stężenia wapnia i mają one wrzecionowaty wygląd, pozbawiony ścisłych połączeń międzykomórkowych, podobnie jak komórki pierwotne utrzymywane w tych samych warunkach. W normalnym naskórku keratynocyty rozwijają się z komórek macierzystych w warstwie podstawnej i przechodzą przez warstwę kolczastą i ziarnistą, zanim dotrą do warstwy rogowej i złuszczą się do środowiska. Ta ściśle regulowana równowaga między proliferacją a złuszczaniem skutkuje całkowitą odnową lub zmianą co 28 dni, co stanowi złożony proces znany jako keratynizacja. Proces ten jest ściśle regulowany i wiąże się ze znaczącymi zmianami w ekspresji genów, budowie strukturalnej oraz aktywności enzymatycznej. Do analizy in vitro i in vivo komórki HaCaT muszą zachować keratyny naskórkowe charakterystyczne dla zróżnicowanych warstw komórek ludzkiego naskórka, które są niezbędne do utrzymania integralności strukturalnej i odporności skóry. Chociaż w komórkach HaCaT mogą występować sekwencyjne zmiany chromosomowe, nie muszą one wiązać się z istotnymi problemami z różnicowaniem, a zamiast tego świadczą o spontanicznej transformacji ludzkich dorosłych keratynocytów in vitro.
Cechy genetyczne i pochodzenie komórek HaCaT
Komórki HaCaT to spontanicznie unieśmiertelniona ludzka linia komórek keratynocytów pochodząca ze skóry dorosłego człowieka i reprezentująca unikalną ścieżkę ewolucyjną. Komórki te posiadają mutacje w obu allelach genu p53, co jest typowe dla mutacji wywołanych promieniowaniem UV [3,4]. Ponadto zakłada się, że komórki HaCaT powstały w wyniku mutacji genu supresorowego nowotworów p53, a następnie utraty genów starzenia [5].
Gen supresorowy nowotworów p53, znany ze swojej roli w naprawie DNA i jako strażnik genomu, indukuje reakcję ludzkiej skóry na uszkodzenia DNA [4]. Zaobserwowano, że komórki HaCaT częściowo utraciły swój mechanizm ochronny przed uszkodzeniami DNA z powodu mutacji genu p53 in vivo, co czyni je podatnymi na kumulację zmian cytogenetycznych w odpowiedzi na podwyższone temperatury hodowli. Innym mechanizmem nieśmiertelności komórek HaCaT jest zwiększona aktywność enzymu telomerazy [7]. W normalnych komórkach telomery ulegają ciągłemu skracaniu przy każdym podziale komórkowym, aż do osiągnięcia starzenia komórkowego. Telomeraza jest wyspecjalizowanym kompleksem enzymów komórkowych o aktywności odwrotnej transkryptazy, który utrzymuje stabilną długość telomerów. Natomiast komórki HaCaT wykazują znacznie zwiększoną aktywność telomerazy, co skutkuje dobrze utrzymywaną długością telomerów. Obserwacje te potwierdzają rolę telomerazy w procesie nieśmiertelności komórek HaCaT.
Zidentyfikowano trzy specyficzne translokacje chromosomowe, które powodują utratę jednej kopii ramion chromosomów 3p, 4p i 9p, zysk 9q oraz tworzenie izochromosomów. Utrata krótkiego ramienia chromosomu 3p może prowadzić do utraty genów starzenia się i nieśmiertelności komórek HaCaT [8]. Komórki HaCaT są hipodiploidalne i posiadają wyraźne i stabilne chromosomy markerowe reprezentujące ich monoklonalne pochodzenie. Charakterystykę i pochodzenie linii komórkowej HaCaT potwierdzono za pomocą identyfikacji DNA przy użyciu hipermiennych markerów minisatelitarnych [3-6].
Jak zebrać komórki HaCaT w 5 prostych krokach
- Usunąć pożywkę hodowlaną i przepłukać przylegające komórki 3–5 ml PBS bez wapnia i magnezu w przypadku kolb T25 lub 5–10 ml w przypadku kolb T75.
- Dodać 1–2 ml świeżo przygotowanego 0,05% roztworu EDTA na kolbę T25 lub 2,5 ml na kolbę T75, upewniając się, że pokryta jest cała warstwa komórek, i inkubować w temperaturze 37°C przez 10 minut.
- Dodać 1 ml świeżo przygotowanego roztworu trypsyny/EDTA (0,05%/0,025%) na kolbę T25 lub 2,5 ml na kolbę T75, ponownie upewniając się, że warstwa komórek jest całkowicie pokryta. Komórki powinny odkleić się w ciągu 1–2 minut.
- Zatrzymać aktywność trypsyny poprzez dodanie pożywki do hodowli komórkowej zawierającej FBS.
- Przenieść komórki do nowych kolb zawierających świeżą pożywkę do hodowli komórkowej.
Zastosowania komórek HaCaT
Komórki HaCaT są cennym narzędziem do badania keratynocytów [9]. Te nieśmiertelne komórki funkcjonują jako komórki przednowotworowe i mogą dostarczyć informacji na temat zmian związanych z transformacją złośliwą i nowotworową [10]. Jednowarstwowe hodowle komórek HaCaT są niezbędne do analizy toksyczności komórkowej oraz gojenia się ran in vitro. Komórki HaCaT mogą być również wykorzystywane do oceny toksyczności skórnej wywołanej przez różne czynniki oraz procesów nowotworowych lub zapalnych. Można je wykorzystać do analizy różnych mechanizmów skórnych reakcji alergicznych, wpływu reaktywnych form tlenu oraz promieniowania UV. Po stymulacji komórki HaCaT mogą się różnicować i wykazywać specyficzne markery różnicowania, takie jak involucryna, K14 i K10. Komórki HaCaT są również powszechnie stosowane jako model do badania patofizjologii homeostazy naskórka [6].
Komórki HaCaT zachowują zdolność do odtworzenia uporządkowanej struktury naskórka in vivo po przeszczepieniu, co skutkuje powstaniem wielowarstwowej struktury naskórka, którą można przełączać między stanem podstawowym a zróżnicowanym poprzez zmianę stężenia wapnia w pożywce. Komórki te umożliwiają również charakterystykę kilku procesów biologicznych, takich jak wykorzystanie ich jako modelu do badań nad witaminą D oraz metabolizmem w skórze. Ponieważ komórki HaCaT nie są modyfikowane genetycznie, zapewniają obiektywny wgląd w szerokie spektrum początkowych zdarzeń genetycznych zachodzących w ludzkiej skórze.
Polecane filmy: Odkrywanie świata komórek HaCaT
„Migracja komórek HaCaT”: Ten film przedstawia proces migracji komórek HaCaT. Migracja komórek jest niezbędnym procesem w wielu zjawiskach biologicznych, takich jak gojenie się ran i przerzuty nowotworowe. Film pokazuje ruch komórek HaCaT pod mikroskopem, dając wizualną reprezentację tego, jak komórki te migrują. Obserwuje się aktywność komórek, gdy przemieszczają się one z jednego miejsca do drugiego, a film jasno ilustruje zmiany zachodzące w komórkach podczas tego procesu.
„Test zarysowania przeprowadzony na komórkach HaCaT”: Ten film przedstawia test zarysowania przeprowadzony na komórkach HaCaT. Test zarysowania jest szeroko stosowaną techniką do badania migracji komórek, a w tym przypadku służy do analizy migracji komórek HaCaT. Film pokazuje proces tworzenia zarysowania na powierzchni szalki z hodowlą komórek, które następnie obserwuje się pod mikroskopem, gdy komórki HaCaT migrują i z czasem zamykają szczelinę.
„Wzrost komórek keratynocytów HaCaT do eksperymentów z gojenia ran”: Ten film pokazuje proces wzrostu komórek keratynocytów HaCaT do eksperymentów z gojenia ran. Keratynocyty HaCaT to powszechnie stosowana linia komórkowa w badaniach nad gojeniem ran.
„Różnicowanie komórek HaCaT”: Ten film przedstawia niezbędne etapy różnicowania komórek HaCaT. Komórki HaCaT mogą różnicować się w różne typy komórek skóry. Film pokazuje zmiany zachodzące w komórkach HaCaT w trakcie różnicowania, wizualnie przedstawiając różne markery i cechy charakterystyczne dla tego procesu. Proces różnicowania ma kluczowe znaczenie dla prawidłowego funkcjonowania skóry, a film podkreśla różne etapy różnicowania, przez które przechodzą komórki HaCaT.
Referencje
- Angel P i Karin M: Rola Jun, Fos i kompleksu AP-1 w proliferacji i transformacji komórek. Biochim Biophys Acta 1072:129-157, 1991 Argyris TS: Regulacja hiperplastycznego wzrostu naskórka. Crit Rev Toxicol 9:151-200, 1981
- Baden HP, Kubilus J, Kvedar JC, Steinberg ML, Wolman SR: Izolacja i charakterystyka spontanicznie powstałej, długowiecznej linii ludzkich keratynocytów (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: Mutacje p53 w ludzkich nieśmiertelnych liniach komórek nabłonkowych. Carcinogenesis 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: Punkty newralgiczne mutacji spowodowane promieniowaniem słonecznym w genie p53 raka skóry innego niż czerniak. Proc Natl Acad Sci USA 90:4216-4220, 1993
- Fusenig NE, Boukamp P. Wiele etapów i zmian genetycznych w nieśmiertelności, transformacji nowotworowej i progresji nowotworowej ludzkich keratynocytów skóry. Mol Carcinog. 1998;23(3):144-158.
- Harle-Bachor C, Boukamp P: Aktywność telomerazy w regeneracyjnej warstwie podstawowej naskórka ludzkiej skóry oraz w nieśmiertelnych i pochodzących z nowotworów keratynocytach skóry. Proc Natl Acad Sci USA 93:6476-81, 1996
- Colombo I, Sangiovanni E, Maggio R, i in. Komórki HaCaT jako wiarygodny model różnicowania in vitro do analizy odpowiedzi zapalnej/naprawczej ludzkich keratynocytów. Mediators Inflamm. 2017;2017:7435621.
- Boukamp, P. i in. Normalna keratynizacja w spontanicznie unieśmiertelnionej aneuploidalnej ludzkiej linii komórkowej keratynocytów. J. Cell Biol. 106, 1996, 761–771.
- Gibbs, Graham: Analiza danych jakościowych. Zestaw do badań jakościowych Sage. Londyn: Sage 978-0-7619-4980-0.
- Hedrick TE, Bickman L, Rog DJ. 1993. Projektowanie badań stosowanych: praktyczny przewodnik. Sage: Londyn
- Boukamp P., Petrussevska R. T., Breitkreutz D., Hornung J., Markham A., Fusenig N. E. Normalna keratynizacja w spontanicznie unieśmiertelnionej aneuploidalnej ludzkiej linii komórkowej keratynocytów. Cell Biol. (1988); 106: 761–771