Celulele HaCaT – Cercetarea biologiei pielii și a afecțiunilor cutanate
Celulele HaCaT sunt derivate din keratinocite epidermice umane și sunt utilizate în mod obișnuit pentru a explora homeostazia epidermică și patologiile asociate. Aceste celule sunt considerate keratinocite umane imortalizate spontan, ceea ce este demn de remarcat, deoarece au fost derivate din keratinocite cutanate normale, fără a întâmpina crize sau întârzieri de creștere. Această origine unică conferă celulelor HaCaT un set de proprietăți genetice și de creștere care diferă de alte linii celulare. În ciuda faptului că prezintă un fenotip transformat in vitro cu proprietăți clonogene pe agar sau plastic, linia celulară HaCaT rămâne netumorigene. Fiind prima linie celulară epitelială stabilă provenită din pielea umană adultă care prezintă o diferențiere normală, celulele HaCaT reprezintă un instrument valoros pentru investigarea reglării keratinizării în celulele umane. Aceste celule au o gamă largă de aplicații datorită capacității lor de a se prolifera și diferenția eficient in vitro.
- Mediu de creștere
- Consultați pagina produsului
- Timp de dublare
- Consultați pagina produsului
- Tip de creștere
- Aderent
- Nivel de biosecuritate
- BSL-1
- Disponibil de la
- Cytion — Comandați HaCaT
- Caracteristicile celulelor HaCaT
- Caracteristici genetice și originea celulelor HaCaT
- Cum se recoltează celulele HaCaT în 5 pași simpli
- Aplicații ale celulelor HaCaT
- Videoclipuri recomandate: Explorarea lumii celulelor HaCaT
Caracteristicile celulelor HaCaT
Celulele HaCaT pot fi cultivate în condiții de conținut scăzut de calciu și au un aspect fusiform, fără joncțiuni strânse între celule, la fel ca celulele primare menținute în aceleași condiții. În epiderma normală, keratinocitele se dezvoltă din celulele stem din stratul bazal și avansează prin straturile spinos și granular înainte de a ajunge la stratul cornos și de a se descuama în mediul înconjurător. Acest echilibru strict reglementat între proliferare și descuamare are ca rezultat reînnoirea sau schimbarea completă la fiecare 28 de zile, un proces complex cunoscut sub numele de keratinizare. Acest proces este strict reglementat și implică schimbări marcante în expresia genică, structura și activitatea enzimatică. Pentru analiza in vitro și in vivo, celulele HaCaT trebuie să mențină keratinele epidermice caracteristice straturilor diferențiate ale celulelor epidermei umane, care sunt esențiale pentru menținerea integrității structurale și a rezistenței pielii. Deși pot apărea alterări cromozomiale secvențiale în celulele HaCaT, acestea nu sunt neapărat legate de probleme semnificative de diferențiere, ci demonstrează transformarea spontană a keratinocitelor adulte umane in vitro.
Caracteristicile genetice și originea celulelor HaCaT
Celulele HaCaT sunt o linie celulară de keratinocite umane imortalizate spontan, provenind din pielea adultă și reprezentând o cale evolutivă unică. Aceste celule prezintă mutații în ambele alele ale genei p53, ceea ce este tipic pentru mutațiile induse de radiațiile UV [3,4]. În plus, se presupune că celulele HaCaT au fost generate de mutații ale genei supresoare de tumori p53, urmate de pierderea genelor de senescență [5].
Gena supresoare de tumori p53, cunoscută pentru rolul său în repararea ADN-ului și ca gardian al genomului, induce răspunsul pielii umane la deteriorarea ADN-ului [4]. S-a observat că celulele HaCaT și-au pierdut parțial mecanismul de protecție împotriva deteriorării ADN-ului din cauza mutației in vivo a genei p53, ceea ce le face susceptibile la acumularea de modificări citogenetice ca răspuns la temperaturile ridicate de cultură. Un alt mecanism de imortalizare a celulelor HaCaT implică creșterea activității enzimei telomerază [7]. În celulele normale, telomerele se scurtează continuu cu fiecare diviziune celulară până la atingerea senescenței celulare. Telomeraza este un complex enzimatic celular specializat cu activitate de transcriptază inversă care menține lungimea stabilă a telomerilor. În contrast, celulele HaCaT prezintă o activitate a telomerazei semnificativ crescută, ceea ce duce la menținerea lungimii telomerilor. Aceste observații confirmă rolul telomerazei în procesul de imortalizare a celulelor HaCaT.
Au fost identificate trei translocații cromozomiale specifice care duc la pierderea unei copii a brațelor cromozomiale 3p, 4p și 9p, la câștigul 9q și la formarea izocromozomilor. Pierderea brațului scurt al cromozomului 3p poate duce la pierderea genelor de senescență și la imortalizarea celulelor HaCaT [8]. Celulele HaCaT sunt hipodiploide și posedă cromozomi marcatori distincți și stabili, care reprezintă originea lor monoclonală. Caracteristicile și capul liniei celulare HaCaT au fost confirmate folosind amprentarea ADN-ului cu markeri minisateliti hipervariabili [3-6].
Cum se recoltează celulele HaCaT în 5 pași simpli
- Îndepărtați mediul de cultură și clătiți celulele aderente folosind 3-5 ml de PBS fără calciu și magneziu pentru flacoanele T25 sau 5-10 ml pentru flacoanele T75.
- Adăugați 1-2 ml de soluție de EDTA 0,05% proaspăt preparată per flacon T25 sau 2,5 ml per flacon T75, asigurându-vă că întregul strat celular este acoperit, și incubați la 37 °C timp de 10 minute.
- Adăugați 1 ml de soluție proaspăt preparată de tripsină/EDTA (0,05%/0,025%) per flacon T25 sau 2,5 ml per flacon T75, asigurându-vă din nou că stratul celular este acoperit complet. Celulele ar trebui să se desprindă în 1-2 minute.
- Opriți activitatea tripsinei prin adăugarea unui mediu de cultură celulară care conține FBS.
- Distribuiți celulele în flacoane noi care conțin mediu de cultură celulară proaspăt.
Aplicații ale celulelor HaCaT
Celulele HaCaT sunt un instrument valoros pentru studierea keratinocitelor [9]. Aceste celule imortale funcționează ca celule preneoplazice și pot oferi informații despre schimbările implicate în transformarea malignă și neoplazică [10]. Culturile de celule HaCaT în monostrat sunt esențiale pentru aplicații de analiză a toxicității celulare și a vindecării rănilor in vitro. Celulele HaCaT pot fi utilizate și pentru evaluarea toxicității cutanate cauzate de diverși agenți și procese neoplazice sau inflamatorii. Ele pot fi utilizate pentru a analiza diferite mecanisme ale reacțiilor alergice cutanate, efectele speciilor reactive de oxigen și iradierea cu UV. La stimulare, celulele HaCaT se pot diferenția și pot exprima markeri specifici de diferențiere, precum involucrina, K14 și K10. Celulele HaCaT sunt, de asemenea, utilizate frecvent ca model pentru studierea fiziopatologiei homeostaziei epidermice [6].
Celulele HaCaT își păstrează capacitatea de a reconstitui o epidermă structurată in vivo după transplant, rezultând o structură epidermică stratificată care poate fi comutată între starea bazală și cea diferențiată prin modificarea concentrației de calciu din mediu. Aceste celule permit, de asemenea, caracterizarea mai multor procese biologice, cum ar fi utilizarea lor ca sistem model pentru vitamina D și metabolismul la nivelul pielii. Deoarece celulele HaCaT nu sunt modificate genetic, ele oferă o imagine imparțială a spectrului larg de evenimente genetice inițiale din pielea umană.
Videoclipuri recomandate: Explorarea lumii celulelor HaCaT
„Migrația celulelor HaCaT”: Acest videoclip prezintă procesul de migrație celulară în celulele HaCaT. Migrația celulelor este un proces esențial pentru diverse procese biologice, precum vindecarea rănilor și metastazarea cancerului. Videoclipul demonstrează mișcarea celulelor HaCaT sub microscop, oferind o reprezentare vizuală a modului în care aceste celule migrează. Activitatea celulelor este observată pe măsură ce acestea se deplasează dintr-un loc în altul, iar videoclipul oferă o ilustrare clară a schimbărilor care au loc în celule în timpul acestui proces.
„Testul Scratch efectuat pe celule HaCaT”: Acest videoclip prezintă un test Scratch efectuat pe celule HaCaT. Testul Scratch este o tehnică utilizată pe scară largă pentru a studia migrația celulară și, în acest caz, este utilizat pentru a analiza migrația celulelor HaCaT. Videoclipul demonstrează procesul de creare a unei zgârieturi pe suprafața unei plăci de cultură celulară, care este apoi observată la microscop pe măsură ce celulele HaCaT migrează și închid spațiul în timp.
„Creșterea celulară a keratinocitelor HaCaT pentru experimente de vindecare a rănilor”: Acest videoclip demonstrează procesul de creștere celulară a keratinocitelor HaCaT pentru experimente de vindecare a rănilor. Keratinocitele HaCaT sunt o linie celulară utilizată frecvent în studiile privind vindecarea rănilor.
„Diferențierea celulelor HaCaT”: Acest videoclip prezintă pașii necesari pentru diferențierea celulelor HaCaT. Celulele HaCaT se pot diferenția în diferite tipuri de celule ale pielii. Videoclipul demonstrează schimbările din celulele HaCaT pe măsură ce se diferențiază, reprezentând vizual diversele markeri și caracteristici ale diferențierii. Procesul de diferențiere este esențial pentru funcționarea normală a pielii, iar videoclipul evidențiază diferitele etape de diferențiere prin care trec celulele HaCaT.
Referințe
- Angel P și Karin M: Rolul lui Jun, Fos și al complexului AP-1 în proliferarea și transformarea celulară. Biochim Biophys Acta 1072:129-157, 1991 Argyris TS: Reglarea creșterii hiperplastice epidermice. Crit Rev Toxicol 9:151-200, 1981
- Baden HP, Kubilus J, Kvedar JC, Steinberg ML, Wolman SR: Izolarea și caracterizarea unei linii de keratinocite umane cu durată lungă de viață, apărute spontan (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: mutații p53 în linii celulare epiteliale imortalizate umane. 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: Zone cu risc ridicat de mutații datorate radiației solare în gena p53 a cancerului de piele non-melanom. Proc Natl Acad Sci USA 90:4216-4220, 1993
- Fusenig NE, Boukamp P. Etape multiple și alterări genetice în imortalizare, transformare malignă și progresia tumorală a keratinocitelor cutanate umane. Mol Carcinog. 1998;23(3):144-158.
- Harle-Bachor C, Boukamp P: Activitatea telomerazei în stratul bazal regenerativ al epidermei pielii umane și în keratinocitele cutanate imortale și derivate din carcinom. Proc Natl Acad Sci USA 93:6476-81, 1996
- Colombo I, Sangiovanni E, Maggio R, et al. Celulele HaCaT ca model fiabil de diferențiere in vitro pentru analiza răspunsului inflamator/de reparare al keratinocitelor umane. Mediators Inflamm. 2017;2017:7435621.
- Boukamp, P. et al. Keratinizare normală într-o linie celulară de keratinocite umane aneuploide imortalizate spontan. J. Cell Biol. 106, 1996, 761–771.
- Gibbs, Graham: Analiza datelor calitative. Kitul de cercetare calitativă Sage. Londra: Sage 978-0-7619-4980-0.
- Hedrick TE, Bickman L, Rog DJ. 1993. Proiectarea cercetării aplicate: un ghid practic. Sage: Londra
- Boukamp P. Petrussevska R. T. Breitkreutz D. Hornung J. Markham A. Fusenig N. E. Keratinizare normală într-o linie celulară de keratinocite umane aneuploide imortalizate spontan. Cell Biol. (1988); 106:761–771.