HEK293-celler: En hörnsten i modern cellforskning och bioteknik

HEK293-celler (Human embryonic kidney 293) är en cellinje från mänsklig embryonal njure som har vunnit stor popularitet i forskarvärlden på grund av sin mångsidighet och användbarhet i ett brett spektrum av forskningsapplikationer. Cellinjen etablerades i början av 1970-talet och har sedan dess använts för vaccinutveckling, cancerforskning, läkemedelstestning och signaltransduktion. Detta blogginlägg kommer att utforska alla aspekter av HEK293-cellinjen, inklusive dess ursprung, odlingsinformation, fördelar och nackdelar, applikationer och resurser.

HEK293-celler: Allmän information och ursprung

Vad är HEK293-celler?

HEK293-celler är en human embryonal njurcellinje som härrör från njurvävnaden hos ett valfritt avslutat mänskligt embryo av okänt föräldraskap. Cellerna etablerades av en holländsk biolog vid namn Alex Van der Eb i början av 1970-talet. De odödliggjordes senare genom en transformation med ett trunkerat adenovirus 5 av forskaren Frank Graham.

Till en början verkade cellerna vara svåra att transformera. Men efter många kontinuerliga försök skedde celltillväxt från en isolerad transformerad klon [1]. Cellens transfektion med adenovirus 5 ledde till att E1A- och E1B-generna inkluderades i cellens genom, vilket förhindrar celldöd och möjliggör riklig proteinproduktion. Före immortaliseringen var de fetala njurcellerna inte tillräckligt karakteriserade, så deras exakta celltyp är okänd.

Embryonala njurar består av endotel-, epitel- och fibroblastceller, så HEK 293-cellerna hör sannolikt till dessa celler. Men mRNA och genprodukter tyder på att det rör sig om neuronala celler. Det är möjligt att tillsatsen av Ad5 förändrade den cellulära fenotypen och genuttrycket. Kul fakta: "293" i HEK293 hänvisar till det 293:e experimentet som Graham utförde.

Kulfakta: "293" i HEK293 hänvisar till det 293:e experimentet som utfördes av Graham.

Kännetecken för HEK293-celler

• Morfologi
• Cellstorlek
• Genom och ploidi (kromosomnummer)

HEK293-celler har en form som liknar epitelceller. Embryonala njurar består huvudsakligen av fibroblast-, endotel- och epitelceller. Därför liknar 293-cellerna en av dessa celltyper till formen.

Storleken på HEK 293-celler ligger mellan 11 och 15 µm, vilket kan påverkas av odlingsförhållandena. I odling kan cellerna se platta ut när de odlas på en yta eller rundade i suspension. HEK293-celler är hypotriploida och ca 30% av HEK293-cellerna har en modal ploidi på 64 kromosomer, men vissa celler har ännu fler kromosomer. Cellerna har också tre kopior av X-kromosomen och ett fragment på 4 kilobaspar av adenovirus 5 integrerat i kromosom 19.

Jämförelse av HEK293 mot HEK293T cellinje

Många derivat har härletts från föräldracellerna HEK 293, t.ex. de vanliga 293-cellsderivaten HEK293T- och HEK293F-celler. HEK293T-celler är ett av de mest använda derivaten och skapades genom att införliva en temperaturkänslig SV40 T-antigenmutant i det ursprungliga HEK 293-cellgenomet. Uttryck av T-antigenet möjliggör replikering av plasmider med ett SV40-replikationsursprung när de transfekteras till 293-T-celler, vilket leder till ökad produktion av rekombinanta proteiner [2]. För mer information om derivat av HEK-cellinjer, inklusive deras utveckling och egenskaper, se denna översiktsartikel.

Grunderna i odling av HEK293-celler: En steg-för-steg-guide

Köp HEK293-celler för dina upptäckter

För din banbrytande forskning kan du överväga våra HEK293-celler, kända för sin mångsidighet i genuttrycksstudier och vaccinutveckling, och derivat som HEK293T, HEK293 suspension-adapted, HEK293T/17, AAV-293 och 2V6.11. Upptäck mer och förbättra dina experiment genom att utforska vårt produktsortiment här.

Cellinjen HEK293 inom forskning och industri

Användningsområdena för HEK293-celler är många och betydande. De används ofta som ett system för uttryck och produktion av rekombinanta proteiner. På grund av deras mänskliga ursprung är det mer sannolikt att proteiner som produceras i dessa celler liknar sina naturliga mänskliga motsvarigheter när det gäller struktur och funktion, vilket är avgörande för terapeutiska tillämpningar.

HEK293-celler används dessutom ofta för att studera geners funktion och reglering eftersom de lätt tar upp främmande DNA, vilket gör dem till en utmärkt modell för genetisk manipulation. Dessa celler spelar också en avgörande roll i produktionen av adenovirala vektorer, som används vid genterapi och vaccinutveckling, inklusive den snabba genereringen av vacciner mot covid-19.

Vaccin- och proteinproduktion: HEK 293-celler är lämpliga för storskalig tillverkning av proteiner och terapeutiska vacciner. Cellinjen används vidare för att generera virala vektorer såsom adenoassocierade och adenovirala vektorer. Nyligen har HEK293-celler använts för att producera ett viktigt rekombinant protein, erytropoietin (EPO).

Drogtestning: HEK293-celler används ofta för att testa toxiciteten hos läkemedel och naturprodukter.

Cancerforskning: 293-celler är tumörframkallande och viktiga förändringar i genuttryck kan förvärra tumörframkallningen i denna cellinje. Därför används 293-cellinjen ofta i cancerstudier för att förstå de underliggande molekylära mekanismerna och läkemedelsutvecklingen.

Studier av transfektion: Transfektion är en process där nukleinsyror förs in i celler, och HEK293-celler är särskilt lämpade för denna process. Mer om detta ämne förklaras nedan.

HEK293:s roll i vaccin- och proteinproduktion

Vid vaccinproduktion har HEK293-celler varit avgörande för utvecklingen av adenovirusbaserade vacciner. Deras förmåga att växa i suspensionskulturer möjliggör skalbara processer, vilket är avgörande för att möta globala krav på vaccin. Dessutom ger deras mänskliga ursprung en fördel jämfört med andra cellinjer, eftersom de kan utföra människoliknande posttranslationella modifieringar, vilket säkerställer den biologiska effekten av de producerade vaccinerna.

HEK293-cellernas mångsidighet sträcker sig till produktionen av komplexa proteiner, inklusive monoklonala antikroppar och biosimilarer, som används vid behandling av cancer, autoimmuna sjukdomar och andra tillstånd. Deras förmåga att exakt vika och modifiera proteiner gör dem till ett förstahandsval inom industrin för rekombinant proteinproduktion.

Varför används HEK293-celler för transfektion?

Transfektion är processen för att införa nukleinsyror i celler, och HEK293-celler är särskilt mottagliga för denna process. Det finns flera skäl till varför HEK293-celler är gynnade för transfektion:

1. Hög transfektionseffektivitet: HEK293-celler har en hög upptagningshastighet för främmande DNA, vilket kan tillskrivas deras förmåga att uttrycka vissa virala gener som underlättar inträdet av DNA i cellen.
2. Robust tillväxt: Dessa celler växer snabbt och är relativt lätta att underhålla, vilket är fördelaktigt för experiment som kräver snabba och tillförlitliga resultat.
3. Anpassningsförmåga: HEK293-celler kan odlas under en mängd olika förhållanden, inklusive vidhäftande eller suspensionskulturer, vilket gör dem lämpliga för storskalig proteinproduktion.
4. Mänskligcellinje: Som en mänsklig cellinje ger de ett mer relevant biologiskt sammanhang för mänsklig biologi, vilket är särskilt viktigt i terapeutisk forskning där svaret i mänskliga celler är förutsägbart för in vivo-resultat.
5. Mångsidighet: De kan producera proteiner med komplexa posttranslationella modifieringar, en egenskap som är avgörande för funktionaliteten hos många proteiner, särskilt terapeutiska antikroppar.

Protokoll för subkultur av HEK293

Nödvändiga reagenser

1. 1X fosfatbuffrad saltlösning (PBS)
2. 10% Trypsin-PBS
3. Dulbeccos modifierade örnmedium (DMEM)

Förfarande

Förberedelse av celler

1. Kontrollera HEK-cellerna under ett mikroskop för att säkerställa att de är cirka 90% sammanflytande.
2. Rengör arbetsstationen med aseptisk teknik och sterilisera dragskåpet med UV-ljus.
3. Torka av arbetsytan med 70 % etanol.
4. Förvärm alla reagenser i ett 37°C vattenbad.

Beräkning av delad fraktion och frömängd

1. Bestäm delningsfraktionen, vanligtvis mellan 1:5 och 1:20.
2. Beräkna volymen för pipettering med hjälp av följande formel: Vp = (S)(Vd).

Volymer för medier och delningsprotokoll

För cellodling kräver olika kärl specifika medievolymer och har unika tillväxtområden. En 6-brunnsplatta har t.ex. en tillväxtyta på 4,67 cm^2 per brunn och behöver ca 2,5 ml media, medan en 100 mm-platta har en tillväxtyta på 55 cm^2 och kräver 10 ml media. Processen med att dela celler innebär att man tar bort gamla medier, tvättar med PBS, inkuberar med Accutase, neutraliserar med DMEM, centrifugerar, resuspenderar i nya medier och sedan sår på en ny platta. För detaljerade steg och förhållanden för andra kärl som 100 cm^2-kolvar och 150 mm-plattor, se originalkällan.

Ofta ställda frågor om HEK293-celler

HEK293-celler är ett ämne som används flitigt inom vetenskaplig forskning, vilket naturligtvis ger upphov till många frågor om deras natur, ursprung och egenskaper. Nedan undersöker vi några av dessa vanliga frågor.