CHO-K1-celler: En grundpelare inom bioteknisk forskning
CHO-K1-celler härstammar från cellinjen Chinese hamster ovary (CHO). De används i stor utsträckning inom industriell bioteknik för att producera biofarmaceutiska läkemedel och andra rekombinanta proteiner. Dessutom används cellinjen CHO-K1 även inom toxikologisk forskning. Forskare manipulerar dessa celler genetiskt för att förbättra glykosyleringen, minska apoptosen och öka den totala produktiviteten.
- Tillväxtmedium
- Ham's F12-tillväxtmedium kompletterat med 10 % FBS, 1,0 mM stabilt glutamin, 1,0 mM natriumpyruvat och 1,1 g/L NaHCO3 används för att odla CHO-K1-celler. Mediet bör bytas 2 till 3 gånger i veckan.
- Fördubblingstid
- Fördubblingstiden för CHO-K1 är cirka 22 timmar.
- Tillväxt
- CHO-K1-celler är vidhäftande. De kan dock genetiskt modifieras till CHO-K1-suspensionsceller.
- Biosäkerhetsnivå
- BSL-1
- Finns hos
- Cytion — Beställ CHO-K1
Ursprung och allmänna egenskaper: CHO-K1-celler
En cellinjes allmänna egenskaper och ursprung avgör dess användning inom forskning. Detta avsnitt hjälper dig att lära dig mer om ursprunget och egenskaperna hos den berömda cellinjen CHO-K1. Du kommer att få veta: Varifrån kommer CHO-K1-cellen? Hur stora är CHO-K1-celler? Vad är den fullständiga benämningen på cellinjen CHO-K1? Hur ser cellerna i CHO-K1 ut?
- CHO-K1, eller kinesisk hamster-äggstockscellinje K1, är en subklon av föräldraceller av typen CHO som härstammar från en biopsi av en vuxen kinesisk hamster-äggstock 1957. Den ursprungliga cellinjen utvecklades av T.T. Puck och kollegor vid University of Colorado Medical School, Denver, USA [1].
- CHO-K1-cellinjen uppvisar en epitelial liknande morfologi.
- Diametern på CHO-K1-celler är cirka 0,001 millimeter. Intressant nog är cellerna stora till en början, men de blir mindre med tiden.
- CHO-K1-genomet består av ett liknande antal kromosomer som mänskliga celler. De har diploida karyotyper och uppvisar endast få kromosomavvikelser.
CHO-K1 jämfört med CHO-S-cellinjen
Båda cellinjerna är CHO-derivat. De skiljer sig åt i hur dessa celler växer och förökar sig. CHO-S-celler är anpassade för att växa i odlingar, medan CHO-K1 kan genetiskt manipuleras för att producera vidhäftande celler och suspensionsceller.
CHO-K1-cellinjen: Information om odling
CHO-K1-cellinjen används ofta inom industriell bioteknikforskning. Det är en cellinje som är lätt att underhålla. Att känna till de viktigaste punkterna för odling av CHO-K1-celler kan göra det enklare för dig. Det här avsnittet hjälper dig att lära dig: Är CHO-K1-celler vidhäftande? Vad är fördubblingstiden för CHO-K1-celler? Vilka odlingsmedier används för CHO-cellodling? Vad är utsädesdensiteten för CHO-K1?
Viktiga punkter för odling av CHO-K1-celler
Populationsfördubblingstid:
Fördubblingstiden för CHO-K1 är cirka 22 timmar.
Adhärenta eller i suspension:
CHO-K1-celler är vidhäftande. De kan dock genetiskt modifieras till CHO-K1-suspensionsceller.
Utsädestäthet:
CHO-K1-utsädestätheten är 1 x 104 celler/cm2. Vid denna täthet kan cellerna bilda ett konfluent skikt på cirka 6 dagar. För adherenta celler sköljs cellerna med 1 x PBS och inkuberas i 8 till 10 minuter vid rumstemperatur. Dissocierade celler tillsätts till färskt medium och centrifugeras. Skördade celler resuspenderas och hälls i den nya kolven för tillväxt.
Odlingsmedium:
Ham's F12-odlingsmedium kompletterat med 10 % FBS, 1,0 mM stabilt glutamin, 1,0 mM natriumpyruvat och 1,1 g/l NaHCO3 används för att odla CHO-K1-celler. Mediet bör bytas 2 till 3 gånger i veckan.
Odlingsförhållanden:
CHO-K1-odlingar förvaras i en fuktad inkubator vid 37 °C med 5 % CO2-tillförsel.
Förvaring:
Frysta CHO-K1-celler förvaras vid en temperatur under -150 °C eller i ångfasen av flytande kväve.
Frysningsprocess och medium:
CM-1- eller CM-ACF-frysmedier används för frysning av CHO-K1-celler. En långsam frysprocess som möjliggör en gradvis temperatursänkning med 1 °C används för att frysa CHO-K1-celler.
Upptining:
Frysta CHO-K1-celler hålls i ett 37 °C varmt vattenbad tills endast en liten isklump återstår. Upptinade celler tillsätts färskt odlingsmedium och hälls i en ny kolv som innehåller odlingsmedium med en densitet på 5 x 104 celler/cm2. Det tar nästan 24 till 48 timmar för cellerna att återhämta sig ordentligt.
Biosäkerhetsnivå:
CHO-K1-odlingar hanteras och underhålls i laboratorier med biosäkerhetsnivå 1.
Fördelar och begränsningar hos CHO-K1-celler
CHO-K1 är ett ovärderligt forskningsverktyg. Dess unika kombination av fördelar och begränsningar gör att den skiljer sig från andra cellinjer. I detta avsnitt har vi diskuterat några för- och nackdelar med cellinjen CHO-K1.
Fördelar
De viktigaste fördelarna med cellinjen CHO-K1 är:
Lämplighet för transfektion
CHO-K1-celler används i stor utsträckning i transfektionsstudier. De kan transfekteras tillfälligt och stabilt genom olika fysiska och kemiska procedurer. Tack vare sin höga transfektionsmottaglighet används CHO-K1-celler i stor utsträckning för att producera rekombinanta proteiner och andra biofarmaceutiska läkemedel.
Snabb tillväxthastighet och enkel odling
CHO-K1-cellernas fördubblingstid är endast 22 timmar, vilket innebär att de har en hög tillväxthastighet och är idealiska för industriell bioteknologisk användning. Dessutom gör CHO-K1-cellernas anpassning till suspension dem användbara för produktion av stora mängder biofarmaceutiska läkemedel. Dessutom är de lätta att odla och underhålla i laboratorier och kräver inga svåra odlingsförhållanden eller procedurer.
Låg frekvens av kromosomavvikelser
CHO-K1 är ett välkarakteriserat och etablerat modellsystem. CHO-K1-genomet är stabilt och har endast få kromosomavvikelser. Därför är de idealiska värdceller för produktion av rekombinanta proteiner.
Begränsningar
Här är några begränsningar för cellinjen CHO-K1:
Icke-mänskligt ursprung
Även om CHO-K1-celler har förmågan att utföra glykosyleringsmönster som liknar människans, är de av icke-mänskligt ursprung. Detta kan vara ett problem när man studerar cellprocesser som är mycket specifika för människan och immunogeniciteten hos terapeutiska medel.
Heterogenitet
CHO-K1-celler kan uppvisa något olika genetiska egenskaper inom samma population, vilket resulterar i genetisk heterogenitet. Detta kan påverka cellfunktionerna och orsaka variationer i proteinexpressionsnivåerna, vilket potentiellt kan påverka reproducerbarheten av experimentella resultat.
Användningsområden för cellinjen CHO-K1 inom forskning
CHO-K1-cellinjen har många tillämpningar inom industriell bioteknik och toxikologisk forskning. Här har vi diskuterat några specifika exempel.
- Produktion av rekombinanta proteiner: CHO-K1-celler är ovärderliga forskningsverktyg för produktion av rekombinanta proteiner, inklusive antikroppar, terapeutiska proteiner och enzymer. Deras höga tillväxthastighet och enkla odlingsförhållanden bidrar till att producera stora mängder rekombinanta proteiner med korrekt vikning och glykosylering. I en studie utförd av Kritika Gupta användes till exempel CHO-K1-celler som transfekterades stabilt för att producera en rekombinant monoklonal antikropp mot tumörnekrosfaktor-alfa (TNF-α) [2]. Antikroppsproduktionen med CHO-K1 är ganska tillförlitlig och bekväm. Forskare modifierar också dessa celler för att förbättra produktionen av CHO-K1-antikroppar. I en studie manipulerades till exempel CHO-K1-celler genetiskt för att producera antikroppar med höga halter av a-fukosylerade Fc-bundna N-glykaner, vilket är viktigt för deras effektorfunktion [3].
- Toxikologisk forskning: CHO-K1-cellen används ofta för läkemedelsupptäckt och screeningtester. De kan användas för att utvärdera toxiciteten och effekten hos potentiella läkemedel. Dessutom använder forskare CHO-K1-celler för att undersöka interaktioner mellan läkemedel och målmolekyler samt studera läkemedelsmetabolism. Flera studier har genomförts för att bedöma de möjliga terapeutiska effekterna av växtextrakt, föreningar, nanopartiklar, terapeutiska proteiner och andra ämnen med hjälp av cellinjen CHO-K1. En liknande studie genomfördes 2022 där forskare mätte den cytotoxiska potentialen hos flavonoidrika växtextrakt i CHO-K1-celler [4]. På samma sätt utvärderade en forskningsstudie genomförd av Ryan Deweese och kollegor cytotoxiciteten hos extrakt av Baptisia australis, Trifolium pratense och Rubus idaeus på CHO-K1-celler från kinesiska hamstrars äggstockar [5].
5. CHO-K1-celler: Forskningspublikationer
Här följer några intressanta forskningspublikationer om CHO-K1-celler.
Denna studie, publicerad i Molecular Biology Reports (2023), föreslog positiva effekter av överuttryck av SIRT6-genen på CHO-K1-cellernas livskraft och antikroppsuttryck.
Denna publikation finns i Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers (2021). Forskningsresultaten visar på potentialen hos CRISPR-Cas13d för genetisk modifiering av CHO-K1-celler för förbättrad antikroppsproduktion vad gäller både kvalitet och kvantitet.
Denna forskningsartikel från Nature Scientific Reports (2018) föreslog maltos som en lovande energikälla för odling av CHO-K1-celler i ett proteinfritt medium och för att förbättra produktionen av rekombinant monoklonalt antikropp.
Denna studie i Indonesian Journal of Cancer Chemoprevention (2018) använde CHO-K1-celler för att utvärdera de potentiella cytotoxiska och antigenotoxiska effekterna av etanolextrakt av svartpeppar, både ensamt och i kombination med doxorubicin.
Cytotoxicitet och genotoxicitet hos silver-nanopartiklar i celler från kinesisk hamster (CHO-K1)
Denna forskning publicerades i The Nucleus 2019. Här utvärderade forskarna silver-nanopartiklarnas cytotoxiska och genotoxiska potential i cellinjen CHO-K1.
Resurser för cellinjen CHO-K1: protokoll, videor och mer
CHO-K1 är en välkänd cellinje. Här nämns tillgängliga resurser med protokoll för odling och transfektion av CHO-K1.
- CHO-K1-transfektion: Denna länk beskriver protokollet för transfektion av CHO-K1. Det är en steg-för-steg-guide för transfektion av plasmid-DNA till CHO-K1-celler med hjälp av Lipofectamine LTX-reagens.
- Handledning för transfektion av CHO-K1: Denna video förklarar i detalj förfarandet för transient transfektion av CHO-K1.
Här är några resurser som beskriver cellodlingsprotokoll för CHO-K1-celler.
- CHO-K1-celler: Denna webbplatslänk innehåller användbar information om CHO-K1-celler, inklusive recept på CHO-K1-odlingsmedium, subkultivering och upptiningsprotokoll.
Referenser
- Gamper, N., J.D. Stockand och M.S. Shapiro, Användning av kinesiska hamsteräggstocksceller (CHO) i studien av jonkanaler. J Pharmacol Toxicol Methods, 2005. 51(3): s. 177-85.
- Gupta, K., et al., En stabil CHO K1-cellinje för produktion av rekombinant monoklonalt antikropp mot TNF-α. Molecular Biotechnology, 2021. 63(9): s. 828–839.
- Popp, O., et al. Utveckling av en förglykoingenjörerad CHO-K1-värdcellinje för uttryck av antikroppar med förstärkt Fc-medierad effektorfunktion. i MAbs. 2018. Taylor & Francis.
- Kurchatova, M., et al., Cytotoxicitet hos flavonoidhaltiga växtextrakt mot CHO-cellinjen: en jämförande studie. Cell and Tissue Biology, 2022. 16(1): s. 80–85.
- Deweese, R., et al., Cytotoxiska effekter av extrakt från Trifolium pratense, Baptisia australis och Rubus idaeus på CHO-K1-celler. GSC Advanced Research and Reviews, 2021. 8(1): s. 128–139.