Komórki HuH7: punkt wyjścia do badań nad rakiem wątroby i wirusem HCV

Linia komórkowa HuH7, pochodząca z ludzkiego raka wątroby, stanowi nieśmiertelną kolekcję nowotworowych komórek nabłonkowych. Linia ta, wraz z jej pochodnymi HuH7.5 i HuH7.5.1, służy jako praktyczny substytut pierwotnych hepatocytów w kontekście eksperymentalnym. Jest ona wykorzystywana głównie w modelach hodowli komórkowych do badania zakażeń wirusem zapalenia wątroby typu C (HCV) oraz patofizjologii raka wątroby.

Pochodzenie i cechy charakterystyczne komórek HuH7

Przed zastosowaniem linii komórkowej HuH7 w badaniach naukowych konieczne jest zrozumienie jej pochodzenia, kluczowych cech i optymalnych warunków hodowli.

Linia komórkowa HuH7 została stworzona przez Sato, J. i Nakabayshi, H. w 1982 r. i pochodzi z wysoce zróżnicowanej linii komórek nowotworowych wątroby. Pierwotnie pochodziła z raka wątrobowokomórkowego u 57-letniego Japończyka. Charakteryzujące się zdolnością do wytwarzania różnych substancji istotnych z fizjologicznego punktu widzenia, takich jak albumina i alfa-fetoproteina, komórki HuH7 wykazują wysoką podatność na zakażenie wirusem HCV, co sprawia, że nadają się do stosowania w systemach replikonów HCV. Ta cecha sprawia, że linia komórkowa jest cenna w badaniach przesiewowych i opracowywaniu terapii przeciwko HCV. Komórki HuH7 wykazują morfologię podobną do nabłonkowej, mają kształt sześciokąta i przylegają do powierzchni, tworząc podczas wzrostu dwuwymiarowe monowarstwy. Średnio komórki HuH7 mają średnicę 21,9 µm i mają tendencję do większego, spłaszczonego wyglądu. Linia komórkowa HuH7 charakteryzuje się niejednorodną liczbą chromosomów, zazwyczaj wynoszącą od 55 do 63, co odzwierciedla zmienność genetyczną w populacji komórek. Ta niejednorodność jest konsekwencją presji selekcyjnej występującej podczas hodowli komórkowej i może się różnić w zależności od warunków laboratoryjnych.

Analiza porównawcza: linie komórkowe HuH7 i HuH7.5

Linia komórkowa HuH7.5, pochodna linii HuH7, różni się przede wszystkim mutacją missense w genie RIG-I (DDX58), kluczowym dla wewnątrzkomórkowej odpowiedzi przeciwwirusowej. Mutacja ta zwiększa podatność komórek HuH7.5 na replikację genomowego i subgenomowego RNA wirusa HCV, co odróżnia ją od macierzystej linii komórkowej HuH7 pod względem przydatności w badaniach wirusologicznych.

Hodowla komórek HuH7: podstawowe procedury zapewniające optymalny wzrost

Komórki HuH7, niezbędne w wielu badaniach naukowych, wymagają precyzyjnych warunków hodowli, aby się rozwijać. W tej sekcji omówiono podstawowe aspekty hodowli komórek HuH7, zapewniające zachowanie ich fizjologicznej przydatności w badaniach naukowych.

Dynamika czasu podwojenia

Czas podwojenia komórek HuH7 wynosi zazwyczaj 24 godziny, chociaż różnice w pożywkach do hodowli komórkowej mogą wydłużyć ten okres do 36–48 godzin, co podkreśla wpływ warunków środowiskowych na proliferację komórek.

Charakterystyka adhezji

Komórki HuH7 tworzą głównie dwuwymiarową monowarstwę, przylegając do powierzchni płytek i kolb hodowlanych, co podkreśla ich preferencję dla stabilnego podłoża fizycznego w porównaniu z hodowlami w zawiesinie.

Optymalna gęstość wysiewu

Utrzymanie konfluencji komórek HuH7 w zakresie 30–90% ma kluczowe znaczenie dla zapobiegania spadkowi tempa proliferacji powyżej 90% konfluencji. Subkultury z użyciem accutazy ułatwiają odrywanie się komórek, umożliwiając wysiewanie w gęstościach dostosowanych do potrzeb eksperymentalnych, od poziomu optymalnego (2×10⁴ komórek/cm²) do nasycenia (6×10⁴ komórek/cm²).

Wymagania żywieniowe

Pożywka Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium (DMEM) o wysokiej zawartości glukozy, uzupełniona 10% surowicą płodową bydlęcą (FBS), zapewnia idealne środowisko odżywcze dla komórek HuH7. Regularna wymiana pożywki, najlepiej 2–3 razy w tygodniu, ma kluczowe znaczenie dla utrzymania zdrowia komórek.

Warunki środowiskowe

Wilgotna inkubator ustawiony na 5% CO₂ i 37°C optymalnie wspiera hodowlę komórek HuH7, symulując warunki fizjologiczne sprzyjające aktywności komórkowej.

Długoterminowe przechowywanie

W celu przedłużenia okresu przechowywania komórki HuH7 należy przechowywać w fazie gazowej ciekłego azotu, co zapewni ich żywotność do wykorzystania w przyszłych badaniach.

Kriokonserwacja i odtwarzanie

Zastosowanie techniki stopniowego zamrażania ma kluczowe znaczenie dla utrzymania żywotności komórek podczas kriokonserwacji. Komórki należy zawiesić w specjalnie zaprojektowanym medium zamrażającym, takim jak CM-1, zapewniającym płynne przejście do przechowywania w warunkach kriogenicznych. Po rozmrożeniu niezbędne do przywrócenia hodowli komórkowej jest szybkie, ale delikatne ożywienie w łaźni wodnej o temperaturze 37°C, a następnie odwirowanie w celu usunięcia pożywki zamrażającej i ponowne zawieszenie w świeżej pożywce wzrostowej.

Kwestie związane z bezpieczeństwem biologicznym

W przypadku obchodzenia się z linią komórkową HuH7 i jej namnażania zaleca się przestrzeganie protokołu bezpieczeństwa biologicznego poziomu 1, zgodnego z normami bezpieczeństwa i etyki obowiązującymi w warunkach laboratoryjnych.

Przestrzegając tych skrupulatnie określonych warunków hodowli, naukowcy mogą zapewnić silny wzrost i fizjologiczną przydatność komórek HuH7 w swoich badaniach naukowych, torując drogę do przełomowych odkryć w badaniach nad rakiem wątroby i wirusem zapalenia wątroby typu C.

Odkryj komórki HuH7 i dokonaj przełomowych odkryć naukowych

Komórki HuH7: zalety i wady

Linia komórkowa HuH7 ma zarówno zalety, jak i ograniczenia. Przyjrzyjmy się potencjalnym zaletom i wadom tej linii komórkowej, ponieważ może to pomóc w podjęciu decyzji, czy jest ona odpowiednia do Twoich eksperymentów.

Zalety linii komórkowej HuH7

Komórki HuH7 posiadają wiele cech charakterystycznych, które sprawiają, że są atrakcyjne do wykorzystania w badaniach.

• Łatwa hodowla: W przeciwieństwie do innych ludzkich linii komórek wątrobiaka, linia komórkowa HuH7 może być łatwo hodowana bez dodatku surowicy; jednak CLS zaleca stosowanie pożywki RPMI 1640 z 10% FBS i 2 mM L-glutaminy. Komórki HuH-7 wydzielają czynnik wzrostu, który pomaga komórkom rosnąć bez surowicy.
• Elastyczność transfekcji: Linia komórkowa HuH7 jest szeroko stosowana do transfekcji ze względu na jej wysoką podatność na genom HCV. Dlatego komórki te mają kluczowe znaczenie dla badań przesiewowych i opracowywania leków przeciwko HCV.
• Alternatywa dla ludzkich hepatocytów: Linia komórkowa HuH7 stanowi doskonały substytut ludzkich hepatocytów. Może pomóc badaczom w badaniu wątrobowych transporterów leków oraz zrozumieniu interakcji niektórych leków z białkami MRP (białkami związanymi z opornością na wiele leków).
• Opracowanie mysiego modelu ksenotransplantacyjnego: Komórki HuH7 zostały wykorzystane do stworzenia mysiego modelu ksenotransplantacyjnego pochodzącego z linii komórkowej. Ten model zwierzęcy może dostarczyć naukowcom cennych informacji na temat inhibitorów kinaz białkowych i terapii przeciwnowotworowych.
• Badania nad rakiem: Linia komórkowa HuH7 jest linią komórkową ludzkiego raka wątroby, która pomaga naukowcom w prowadzeniu badań nad rakiem wątroby.

Ograniczenia linii komórkowej HuH-7

Istnieją pewne ograniczenia związane z hodowlą linii komórkowej HuH7.

Zanieczyszczenie mikrobiologiczne: Zanieczyszczenie bakteryjne jest najczęstszym problemem w hodowli komórkowej. W przypadku wystąpienia infekcji można ją rozpoznać na podstawie zmiany pH i zmętnienia pożywki hodowlanej. Spośród zanieczyszczeń bakteryjnych zanieczyszczenie mykoplazmą zazwyczaj nie jest widoczne. Jednak powoli wpływa ono na morfologię, ekspresję genów i inne cechy linii komórkowej.

Okres hodowli: Chociaż linia komórkowa HuH7 jest nieśmiertelna, przekroczenie okresu hodowli może stopniowo wpływać na zdrowie komórek. Może to wpływać na tempo proliferacji i ekspresję genów, co może zmniejszyć powtarzalność wyników. W przypadku linii komórkowej HuH7 liczba pasażów powinna być utrzymywana poniżej 20–25.

Zastosowania komórek HuH-7

Ta linia komórkowa pochodząca z ludzkiego wątrobiaka oferuje wiele zastosowań badawczych. Poniżej opisujemy kilka obszarów badawczych wykorzystujących linię komórkową HuH7.

1. Oporność na leki: HuH7 to linia komórkowa raka wątrobowokomórkowego (HCC), którą można wykorzystać do badania oporności na leki stosowane w potencjalnym leczeniu raka wątroby. W badaniu przeprowadzonym w 2021 r. wykorzystano komórki HuH7, które eksperymentalnie uodporniono na sorafenib, w celu opracowania nowych i skutecznych środków terapeutycznych, tj. peptydów samoorganizujących się gromadzących się w mitochondriach.

2. Wgląd w genetykę i profilowanie molekularne poprzez komórki HuH7: Różne linie komórkowe HuH7, w tym różne pochodne i warianty, umożliwiły głębsze zrozumienie ekspresji genów i roli określonych markerów genomowych w chorobie. Techniki takie jak spektroskopia Ramana, promowane przez naukowców takich jak Evgeny Gladilin, zostały zastosowane w komórkach HuH7 do profilowania molekularnego i komórkowego, dostarczając informacji na temat odpowiedzi komórkowej na infekcję wirusową. Potencjał spektroskopii Ramana w połączeniu z metodami takimi jak proteomika ilościowa ułatwił badanie odpowiedzi komórek gospodarza, w tym odpowiedzi interferonowej i zmian w kropelkach lipidowych, które mają kluczowe znaczenie dla zrozumienia replikacji HCV i wpływu SARS. Można badać ekspresję różnych markerów onkogennych, aby zrozumieć ich zachowanie w odpowiedzi na dowolne leczenie, jak na przykład w badaniu, w którym wykorzystano komórki HuH7 do zbadania wpływu związku kempferolu na wzorzec ekspresji genów szlaku MMP9 i AKT. Szlaki te regulują przerzuty i inwazyjność raka wątrobowokomórkowego. W innym niedawnym badaniu zbadano również rolę genu kaskady sygnałowej Wnt/β-kateniny w przeżywalności i wzroście komórek HCC.

3. Opracowywanie leków: Komórki HuH7 są szeroko stosowane w badaniach przesiewowych i pracach nad opracowywaniem leków przeciwko rakowi wątroby. Przeprowadzono wiele badań w celu zbadania potencjału hamującego wielu ekstraktów roślinnych, związków pochodzenia roślinnego, nanocząsteczek i innych środków terapeutycznych przeciwko HCC. W badaniu przeprowadzonym w 2022 r. analizowano proapoptotyczne i przeciwnowotworowe właściwości radionuklidu w walce z rakiem wątrobowokomórkowym przy użyciu linii komórkowej HuH7.

4. Komórki HuH7: centralny punkt badań nad wirusami i analizy komórkowej Komórki HuH7 stały się fundamentem badań nad infekcjami wirusowymi i chorobami zakaźnymi, w szczególności wirusem zapalenia wątroby typu C (HCV) oraz ich interakcjami z koronawirusami, takimi jak SARS-CoV-2, odpowiedzialnym za chorobę koronawirusową 2019 (COVID-19). Opracowanie eksperymentalnych systemów hodowli komórkowej HCV (HCVcc) z wykorzystaniem komórek HuH7 znacznie zwiększyło nasze możliwości badania skomplikowanego procesu replikacji HCV oraz czynników gospodarza niezbędnych do zakażenia HCV. Obejmuje to badanie wydajności replikacji RNA HCV oraz produkcji zakaźnych wirionów. Różne linie komórek HuH7, w tym warianty starzejące się i zakażone, zapewniają zróżnicowany panel do badania wielości zakażeń, propagacji wirusów oraz mechanizmów hamujących działanie wirusów takich jak SARS.

Podsumowując, badania nad komórkami HuH7 obejmują szerokie spektrum zagadnień naukowych, od mechanizmów molekularnych leżących u podstaw infekcji wirusowych po szczegółowe reakcje komórkowe wywoływane przez te patogeny. Poprzez pryzmat badań nad komórkami HuH7 społeczność naukowa nieustannie odkrywa złożoną dynamikę interakcji między gospodarzem a wirusem, przyczyniając się do rozwoju strategii przeciwwirusowych oraz naszego zrozumienia czynników komórkowych w chorobach wirusowych.

Publikacje dotyczące HuH-7

Istnieje wiele publikacji wykorzystujących linię komórkową HuH7 do różnych celów. Poniżej wymieniliśmy kilka najnowszych i najważniejszych publikacji.

• Zastosowanie peptydów samoorganizujących się, kierowanych do mitochondriów, jako nowatorskiej metody leczenia komórek raka wątrobowokomórkowego opornych na sorafenib.

Badanie to zostało opublikowane w czasopiśmie „Nature Scientific Reports” w 2021 roku. W badaniu wykorzystano eksperymentalnie indukowane komórki raka wątrobowokomórkowego oporne na sorafenib (linia komórkowa HuH7) w celu zbadania proapoptotycznego i przeciwnowotworowego działania niedawno opracowanego Mito-FF (peptydy samoorganizujące się gromadzące się w mitochondriach).

• Kempferol hamuje migrację komórek ludzkiego raka wątrobowokomórkowego poprzez hamowanie sygnalizacji MMP-9 i Akt

Artykuł ten został opublikowany w czasopiśmie „Environmental Toxicology” przez Po-Chung Ju i współpracowników w 2021 r. W badaniu tym naukowcy zbadali potencjał przeciwprzerzutowy związku pochodzenia roślinnego, kemferolu, w stosunku do komórek raka wątrobowokomórkowego (HuH7). Ponadto zbadali również szlaki sygnałowe regulujące przerzuty i inwazję komórek raka wątroby.

• Dafnetyna hamuje przeżywalność komórek raka wątrobowokomórkowego poprzez regulację szlaku sygnałowego Wnt/β-kateniny

Artykuł ten został opublikowany w czasopiśmie „Drug Development Research” w 2022 roku. Badanie to wyjaśnia rolę związku daphnetin w zwalczaniu raka wątrobowokomórkowego (HCC). Ten pochodzenia roślinnego związek hamuje sygnalizację Wnt/β-kateniny, ograniczając w ten sposób wzrost komórek nowotworowych.

• RGFP966 hamuje wzrost guza i migrację poprzez hamowanie ekspresji EGFR w komórkach raka wątrobowokomórkowego in vitro

Ten artykuł naukowy, opublikowany w czasopiśmie „Drug Design, Development, and Therapy”, opisuje rolę sygnalizacji EGFR w rozwoju i przerzutach raka wątrobowokomórkowego. W badaniu wykorzystano komórki HuH7 w celu zbadania hamującego wpływu RGFP966, inhibitora deacetylazy histonowej 3 (HDAC3), na HCC poprzez hamowanie genów szlaku EGFR.

• Perrenian renu (188ReO4) indukował apoptozę i zmniejszał fenotyp nowotworowy w komórkach raka wątroby

Ta publikacja w czasopiśmie „Cells” wskazuje na wykorzystanie komórek HuH7 w badaniu potencjału radionuklidu, tj. nadperrenianu renu, w zwalczaniu HCC.

• Działanie przeciwwirusowe nanocząstek chitozanu zawierających kurkuminę przeciwko wirusowi zapalenia wątroby typu C genotypu 4a w ludzkich liniach komórkowych wątroby

Badanie to zostało opublikowane w czasopiśmie „International Journal of Nanomedicine”. W badaniu wykorzystano komórki HuH7 w celu zbadania działania przeciwwirusowego nanocząstek chitozanu zawierających kurkuminę przeciwko wirusowi HCV genotypu 4a.

Zasoby dotyczące HuH-7: protokoły, filmy i inne materiały

Dostępnych jest wiele zasobów dotyczących hodowli i utrzymania linii komórkowej HuH7. W tym miejscu dowiesz się o zasobach wyjaśniających protokoły hodowli komórek i transfekcji dla HuH7 oraz o filmach edukacyjnych.

Protokoły hodowli komórek

Poniższe zasoby mogą pomóc w rozpoczęciu hodowli i utrzymania linii komórkowej HuH7.

• Informacje i zasoby dotyczące hodowli komórek HuH-7: Ta strona internetowa zawiera wiele przydatnych informacji, w tym protokół subkultury linii komórkowej HuH7, jej przechowywania i postępowania z nią.

• Protokół hodowli komórek HuH7

Protokoły transfekcji HuH7

Komórki HuH7 są transfekowane na wiele sposobów. Poniższe zasoby zawierają obszerne informacje dotyczące protokołów transfekcji, wymaganych odczynników i substancji chemicznych, przydatnych wskazówek oraz środków ostrożności.

Filmy dotyczące linii komórkowej HuH7

Dostępnych jest wiele filmów edukacyjnych dotyczących podstawowych protokołów subkultury, posiewu i transfekcji oraz wielu innych zagadnień.

• Passaging Cells: Cell Culture Basics: Ten film dotyczy podstawowego protokołu hodowli tej linii komórkowej.

Mamy nadzieję, że informacje zawarte w tym artykule pomogą Państwu zdobyć podstawową i zaawansowaną wiedzę na temat linii komórkowej HuH7 przed rozpoczęciem pracy z nią. Jeśli chcą Państwo wykorzystać te komórki w swoich badaniach, mogą Państwo złożyć u nas zamówienie.

Najczęściej zadawane pytania dotyczące linii komórkowej HuH7 i badań nad wirusami