HaCaT-celler – forskning om hudens biologi och sjukdomar
HaCaT-celler härstammar från humana epidermala keratinocyter och används ofta för att utforska epidermal homeostas och associerade patologier. Dessa celler betraktas som spontant immortaliserade humana keratinocyter, vilket är anmärkningsvärt eftersom de härstammar från normala hudkeratinocyter utan att ha utsatts för kriser eller tillväxthämning. Detta unika ursprung ger HaCaT-celler en uppsättning genetiska och tillväxtmässiga egenskaper som skiljer sig från andra cellinjer. Trots att de uppvisar en transformerad fenotyp in vitro med klonogena egenskaper på agar eller plast, förblir HaCaT-cellinjen icke-tumörbildande. Eftersom HaCaT-cellerna är den första stabila epitelcellinjen från vuxen mänsklig hud som uppvisar normal differentiering, är de ett värdefullt verktyg för att undersöka regleringen av keratinisering i mänskliga celler. Dessa celler har ett brett spektrum av tillämpningar tack vare sin förmåga att föröka sig och differentiera sig effektivt in vitro.
- Odlingsmedium
- Se produktsidan
- Fördubblingstid
- Se produktsidan
- Tillväxt
- Adherent
- Biosäkerhetsnivå
- BSL-1
- Tillgänglig från
- Cytion — Beställ HaCaT
- Egenskaper hos HaCaT-celler
- Genetiska egenskaper och ursprung hos HaCaT-celler
- Hur man skördar HaCaT-celler i 5 enkla steg
- Användningsområden för HaCaT-celler
- Utvalda videor: Utforska HaCaT-cellernas värld
Egenskaper hos HaCaT-celler
HaCaT-celler kan odlas under förhållanden med låg kalciumhalt och har ett spindelformat utseende utan täta cell-till-cell-förbindelser, precis som primära celler som hålls under samma förhållanden. I den normala epidermis utvecklas keratinocyter från stamceller i baslagret och fortsätter genom spik- och kornlagren innan de når hornlagret och avlagrar sig i omgivningen. Denna noggrant reglerade balans mellan proliferation och avskalning resulterar i fullständig förnyelse eller förändring var 28:e dag, en komplex process som kallas keratinisering. Denna process är starkt reglerad och innebär markanta förändringar i genuttryck, strukturell utformning och enzymatisk aktivitet. För in vitro- och in vivo-analys måste HaCaT-celler bibehålla de epidermala keratinerna som är karakteristiska för de differentierade skikten av humana epidermisceller, vilka är väsentliga för att upprätthålla hudens strukturella integritet och motståndskraft. Även om sekventiella kromosomförändringar kan förekomma i HaCaT-celler, behöver de inte vara kopplade till betydande differentieringsproblem utan visar istället på spontan transformation av mänskliga vuxna keratinocyter in vitro.
Genetiska egenskaper och ursprung hos HaCaT-celler
HaCaT-celler är en spontant odödliggjord human keratinocytcellinje som härstammar från vuxen hud och representerar en unik evolutionär väg. Dessa celler har mutationer i båda allelerna av p53-genen, vilket är typiskt för mutationer inducerade av UV-strålning [3,4]. Dessutom antas HaCaT-celler ha genererats genom mutationer i tumörsuppressorgenen p53, följt av förlust av senescensgener [5].
Tumörsuppressorgenen p53, känd för sin roll i DNA-reparation och som genomets väktare, inducerar den mänskliga hudens respons på DNA-skador [4]. Det har observerats att HaCaT-celler delvis har förlorat sitt skyddsmekanism mot DNA-skador på grund av in vivo-mutationen av p53-genen, vilket gör dem mottagliga för ackumulerande cytogenetiska förändringar som svar på förhöjda odlingstemperaturer. En annan mekanism för att göra HaCaT-celler odödliga involverar ökad telomerasenzymaktivitet [7]. I normala celler förkortas telomererna kontinuerligt vid varje celldelning tills cellulär senescens uppnås. Telomeras är ett specialiserat cellulärt enzymkomplex med omvänd transkriptasaktivitet som upprätthåller en stabil telomerlängd. Däremot uppvisar HaCaT-celler en signifikant ökad telomerasaktivitet, vilket resulterar i en välbevarad telomerlängd. Dessa observationer bekräftar telomerasets roll i odödliggörandeprocessen hos HaCaT-celler.
Tre specifika kromosomtranslokationer har identifierats som resulterar i förlust av en kopia av kromosomarmarna 3p, 4p och 9p, en vinst av 9q och bildandet av isokromosomer. Förlusten av den korta armen av kromosom 3p kan leda till förlust av senescensgener och odödliggörandet av HaCaT-celler [8]. HaCaT-celler är hypodiploida och har distinkta och stabila markörkromosomer som representerar deras monoklonala ursprung. Egenskaperna och härkomsten hos HaCaT-cellinjen bekräftades med hjälp av DNA-fingeravtryck med hypervariabla minisatellitmarkörer [3-6].
Hur man skördar HaCaT-celler i 5 enkla steg
- Avlägsna odlingsmediet och skölj de vidhäftande cellerna med 3–5 ml PBS utan kalcium och magnesium för T25-kolvar eller 5–10 ml för T75-kolvar.
- Tillsätt 1–2 ml nyberedd 0,05 % EDTA-lösning per T25-kolv, eller 2,5 ml per T75-kolv, och se till att hela cellskiktet täcks, och inkubera vid 37 °C i 10 minuter.
- Tillsätt 1 ml nyberedd trypsin/EDTA-lösning (0,05 %/0,025 %) per T25-kolv, eller 2,5 ml per T75-kolv, och se återigen till att cellskiktet täcks helt. Cellerna bör lossna inom 1–2 minuter.
- Stoppa trypsinaktiviteten genom att tillsätta ett FBS-innehållande cellodlingsmedium.
- Fördela cellerna i nya kolvar som innehåller färskt cellodlingsmedium.
Användningsområden för HaCaT-celler
HaCaT-celler är ett värdefullt verktyg för att studera keratinocyter [9]. Dessa odödliga celler fungerar som preneoplastiska celler och kan ge insikt i förändringar som är involverade i malign och neoplastisk transformation [10]. Enskiktsodlingar av HaCaT-celler är väsentliga för tillämpningar inom cellulär toxicitet och in vitro-analys av sårläkning. HaCaT-celler kan också användas för att bedöma hudtoxicitet orsakad av olika ämnen samt neoplastiska eller inflammatoriska processer. De kan utnyttjas för att analysera olika mekanismer bakom hudallergiska reaktioner, effekterna av reaktiva syreföreningar samt UV-bestrålning. Vid stimulering kan HaCaT-celler differentiera sig och uttrycka specifika differentieringsmarkörer, såsom involucrin, K14 och K10. HaCaT-celler används också ofta som modell för att studera patofysiologin hos epidermal homeostas [6].
HaCaT-celler behåller sin förmåga att återbilda en strukturerad epidermis in vivo efter transplantation, vilket resulterar i en skiktad epidermal struktur som kan växla mellan ett basalt och ett differentierat tillstånd genom förändringar i kalciumkoncentrationen i odlingsmediet. Dessa celler möjliggör också karakterisering av flera biologiska processer, såsom användning som modellsystem för vitamin D och metabolism i huden. Eftersom HaCaT-celler inte är genetiskt modifierade ger de en opartisk bild av det breda spektrumet av initiala genetiska händelser i mänsklig hud.
Utvalda videor: En upptäcktsfärd i HaCaT-cellernas värld
"HaCaT-cellers migration": Denna video visar processen för cellmigration hos HaCaT-celler. Cellmigration är en viktig process för olika biologiska processer, såsom sårläkning och cancermetastasering. Videon visar HaCaT-cellernas rörelser under ett mikroskop och ger en visuell bild av hur dessa celler migrerar. Cellernas aktivitet observeras när de rör sig från en plats till en annan, och videon ger en tydlig illustration av de förändringar som sker i cellerna under denna process.
"Scratch-test utfört på HaCaT-celler": Denna video visar ett scratch-test som utförts på HaCaT-celler. Scratch-testet är en vanlig teknik för att studera cellmigrering, och i detta fall används det för att analysera migreringen av HaCaT-celler. Videon visar processen för att skapa ett repa på ytan av en cellodlingsskål, som sedan observeras under ett mikroskop när HaCaT-celler migrerar och fyller luckan med tiden.
"Cellväxt av HaCaT-keratinocyter för sårläkningsförsök": Denna video visar processen för cellväxt av HaCaT-keratinocyter för sårläkningsförsök. HaCaT-keratinocyter är en vanligt förekommande cellinje i sårläkningsstudier.
"HaCaT-celldifferentiering": Denna video visar de nödvändiga stegen för att differentiera HaCaT-celler. HaCaT-celler kan differentieras till olika typer av hudceller. Videon visar förändringarna i HaCaT-celler när de differentieras och illustrerar visuellt de olika markörerna och egenskaperna för differentieringen. Differentieringsprocessen är avgörande för normal hudfunktion, och videon belyser de olika stadierna av differentiering som HaCaT-celler genomgår.
Referenser
- Angel P och Karin M: Jun, Fos och AP-1-komplexets roll i cellproliferation och -transformation. Biochim Biophys Acta 1072:129-157, 1991 Argyris TS: Regleringen av hyperplastisk tillväxt i epidermis. Crit Rev Toxicol 9:151-200, 1981
- Baden HP, Kubilus J, Kvedar JC, Steinberg ML, Wolman SR: Isolering och karakterisering av en spontant uppkommen långlivad linje av humana keratinocyter (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: p53-mutationer i humana odödliga epitelcellinjer. 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: Mutationshotspots orsakade av solljus i p53-genen vid icke-melanom hudcancer. Proc Natl Acad Sci USA 90:4216-4220, 1993
- Fusenig NE, Boukamp P. Flera stadier och genetiska förändringar vid odödliggörande, malign transformation och tumörprogression hos humana hudkeratinocyter. Mol Carcinog. 1998;23(3):144-158.
- Harle-Bachor C, Boukamp P: Telomerasaktivitet i det regenerativa baslagret i epidermis i mänsklig hud och i odödliga och karcinomderiverade hudkeratinocyter. Proc Natl Acad Sci USA 93:6476-81, 1996
- Colombo I, Sangiovanni E, Maggio R, et al. HaCaT-celler som en tillförlitlig in vitro-differentieringsmodell för att analysera den inflammatoriska/reparativa responsen hos humana keratinocyter. Mediators Inflamm. 2017;2017:7435621.
- Boukamp, P. et al. Normal keratinisering i en spontant odödliggjord aneuploid human keratinocytcellinje. J. Cell Biol. 106, 1996, 761–771.
- Gibbs, Graham: Analys av kvalitativa data. The Sage qualitative research kit. London: Sage 978-0-7619-4980-0.
- Hedrick TE, Bickman L, Rog DJ. 1993. Tillämpad forskningsdesign: en praktisk guide. Sage: London
- Boukamp P. Petrussevska R. T. Breitkreutz D. Hornung J. Markham A. Fusenig N. E. Normal keratinisering i en spontant odödliggjord aneuploid human keratinocytcellinje. Cell Biol. (1988);106:761–771.