HepG2-celler – en resurs för forskning om levercancer

Hep-G2 är en human levercancercellinje som härstammar från levervävnad hos en 15-årig kaukasisk man med hepatocellulärt karcinom. Dessa celler används ofta i studier av läkemedelsmetabolism och levertoxicitet. Även om HepG2-celler har hög proliferationshastighet och ett epitelialt utseende är de icke-tumörbildande och utför olika differentierade leverfunktioner. År 1975 isolerade forskare HepG2-celler från hepatocellulärt karcinom, vilket gjorde den till den första levercellinjen som uppvisade de kritiska egenskaperna hos hepatocyter. Till skillnad från den tidigare etablerade cellinjen SK-Hep1, som saknar viktiga levercellmarkörer, kan HepG2-celler utsöndra olika plasmaproteiner och utgör en värdefull modell för att studera den intracellulära dynamiken hos cellytdomäner i humana hepatocyter. Dessa celler uppvisar en epitelial liknande morfologi, har ett modalt kromosomantal på 55 och kan stimuleras med humant tillväxthormon.

Översikt över HepG2-celler från levercellscancer i leverforskningen

HepG2-celler, som härstammar från humant hepatom, har blivit ett ovärderligt verktyg för forskning om leverfunktioner och leversjukdomar, inklusive hepatocellulärt karcinom. Dessa levercellinjer ger insikter i de cellulära reaktionerna hos humana hepatocyter under olika experimentella förhållanden. Användningen av luciferasreporterplasmider i HepG2-celler har varit särskilt effektiv för att spåra genuttryck och cellulära transfektioner, vilket är grundläggande inom metabolisk forskning, såsom studien av etanols effekter på leverceller.

Studier av virusinfektioner och leversjukdomar med hjälp av HepG2-celler

Immortaliserade leverceller som HepG2 och Huh7 är väsentliga i studien av virusinfektioner, där de visar fullständig cellcykelreplikation av hepatit D (HDV) och uttryck av hepatit B (HBV) [5,6]. Parallellt spelar HepaRG-cellinjer en avgörande roll för att belysa HBV:s inträngningsmekanismer [7]. HepG2-celler används också för att undersöka en rad olika leversjukdomar hos människor, från genetiska tillstånd som progressiv familjär intrahepatisk kolestas (PFIC) och Dubin-Johnson-syndrom till miljö- och koststudier relaterade till cytotoxiska och genotoxiska ämnen, samt i forskning om läkemedelsinriktning och hepatokarcinogenes [8,9]. Deras användning sträcker sig till försök med bioartificiella leveranordningar.

Interaktioner mellan HepG2-celler och biomaterial inom vävnadsteknik

Interaktionen mellan HepG2-celler och olika biomaterial är avgörande inom vävnadsteknik. Tekniker som den kolloidala sondtekniken hjälper till att förstå dessa interaktioner genom att mäta celladhesionsegenskaper, vilket är avgörande för att bestämma cellernas livskraft vid utvecklingen av stödstrukturer och exakta levervävnadsmodeller.

Cellbeteende och innovationer i HepG2-baserade modeller

Att studera cellbeteende i HepG2-baserade modeller är avgörande för forskningen om leversjukdomar. Framsteg inom tredimensionella sfäroidcellkulturer har lett till skapandet av HepG2-cellsfäroider, vilket erbjuder en mer fysiologiskt relevant modell som nära speglar normala hepatocyter. Dessa 3D-modeller, med ökad metabolisk aktivitet, indikerar potentialen för HepG2-celler att fungera som en modell för hepatoblastom och är betydelsefulla inom cancerbehandlingsforskningen, särskilt för simulering av levertumörer och testning av nya terapeutiska tillvägagångssätt [10-12].

Jämförelse och egenskaper hos HepG2 jämfört med andra tumörcellinjer

HepG2 är en av de mest använda levercellerlinjerna, utvald för sina breda tillämpningar inom vetenskaplig forskning bland cirka 40 tillgängliga levercellerlinjer [13]. Trots dess svaga eller frånvarande uttryck av vissa cytokrom P450-enzymer jämfört med normala hepatocyter har HepG2:s metaboliska profil drivit på ansträngningarna att modifiera cellinjen för bättre studier av läkemedelsmetabolism [13]. Jämfört med tumörcellinjer som MCF7, PC3, 143B och HEK293 uppvisar HepG2-celler unika profiler för aminosyrainnehåll som väsentligt påverkar proteinsyntes och utsöndring, vilket belyser deras unika metaboliska vägar [14].

En inblick i forskningen om leversjukdomar med hjälp av HepG2

Subkultivering av HepG2-celler

Här följer fem steg för att avlägsna vidhäftande celler från cellodlingsflaskor med hjälp av Accutase:

1. Töm cellodlingsflaskan på medium och skölj de vidhäftande cellerna med PBS utan kalcium och magnesium. Använd 3–5 ml PBS för T25-flaskor och 5–10 ml för T75-flaskor.
2. Tillsätt Accutase i cellodlingsflaskan, använd 1–2 ml per T25-flaska och 2,5 ml per T75-flaska. Se till att Accutase täcker hela cellskiktet.
3. Inkubera kolven vid rumstemperatur i 8–10 minuter.
4. Resuspendera cellerna försiktigt med medium, använd 10 ml färskt medium.
5. Centrifugera de resuspenderade cellerna i 5 minuter vid 300xg, resuspendera dem i färskt medium och fördela dem i nya flaskor som innehåller färskt medium.

Framtidsutsikter för HepG2-celler

Strävan att frigöra den fulla potentialen hos HepG2-cellinjen fortsätter med banbrytande framsteg när det gäller att öka uttrycket av cytokromer. Forskare utforskar också möjligheten till tredimensionella sfäroidcellkulturer, som erbjuder ett mer fysiologiskt relevant system. Den metaboliska aktiviteten, inklusive cytokromer, är anmärkningsvärt högre i 3D-sfäroidala HepG2-modeller än i 2D-celler, vilket för oss närmare att skapa en modell som speglar normala hepatocyter. Dessutom kan utforskningen av de dynamiska processer som ligger till grund för den felaktiga fördelningen av cellytproteiner bana väg för en bättre förståelse av leversjukdomar.

HepG2-celler: Att förstå deras roll och särdrag inom biomedicinsk forskning – Vanliga frågor

Referenser

1. Vyas, R.C., Darroudi, F., Natarajan, A.T. Strålningsinducerade kromosombrott och återförening i interfas-metafas-kromosomer hos humana lymfocyter, Mutat Res, 1991; 249(1):29-35.
2. Woodfield, S.E., Shi, Y., Patel, R.H., Chen, Z., Shah, A.P., Srivastava, R.K., Whitlock, R.S., Ibarra, A.M., Larson, S.R., Sarabia, S.F., et al. MDM4-hämning: En ny terapeutisk strategi för att återaktivera P53 vid hepatoblastom. Sci. Rep. 2021, 11, 2967.
3. Hussain, S.P., Schwank, J., Staib, F., Wang, X.W., Harris, C.C. TP53-mutationer och hepatocellulärt karcinom: Insikter i etiologin och patogenesen av levercancer. Oncogene 2004.
4. Schicht, G., Seidemann, L., Haensel, R., Seehofer, D., Damm, G. Kritisk undersökning av användbarheten hos hepatomcellinjerna HepG2 och Huh7 som modeller för den metaboliska representationen av resektabelt hepatocellulärt karcinom. Cancers 2022, 14(17), 4227.
5. Verrier, E.R., Colpitts, C.C., Schuster, C., Zeisel, M.B., Baumert, T.F. Cellodlingsmodeller för undersökning av hepatit B- och D-virusinfektion. Viruses 2016, 8, 261.
6. Verrier, E.R., Colpitts, C.C., Bach, C., Heydmann, L., Weiss, A., Renaud, M., Durand, S.C., Habersetzer, F., Durantel, D., AbouJaoudé, G., et al. En riktad funktionell RNA-interferensscreening avslöjar glypican 5 som en inträdesfaktor för hepatit B- och D-virus. Hepatology 2016, 63, 35–48.
7. Gripon, P., Rumin, S., Urban, S., Le Seyec, J., Glaise, D., Cannie, I., Guyomard, C., Lucas, J., Trepo, C., Guguen-Guillouzo, C. Infektion av en human hepatomcellinje med hepatit B-virus. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2002, 99, 15655–15660.
8. Mersch-Sundermann, V., Knasmüller, S., Wu, X.J., Darroudi, F., Kassie, F. Användning av en humant härledd levercellinje för detektion av cytoprotektiva, antigenotoxiska och kogenotoxiska ämnen. Toxicology. 2004; 198(1–3): 329–340.
9. Fanelli, A. HepG2 (leverhepatocellulärt karcinom): cellodling. HepG2. Hämtad 3 december 2017.
10. Xuan, J., Chen, S., Ning, B., Tolleson, W.H., Guo, L. Utveckling av HepG2-härledda celler som uttrycker cytokrom P450 för bedömning av metabolismrelaterad läkemedelsinducerad levertoxicitet. Physiol. Behav. 2017, 176, 139–148.
11. Ooka, M., Lynch, C., Xia, M. Tillämpning av in vitro-metabolismaktivering vid högkapacitetsscreening. Int. J. Mol. Sci. 2020, 21, 8182.
12. Huang, L., Coughtrie, M.W.H., Hsu, H. Nedreglering av dehydroepiandrosteronsulfotransferasgenen i humant hepatocellulärt karcinom. Mol. Cell. Endocrinol.
13. Zhu, Z., Hao, X., Yan, M., et al. Cancerstam-/progenitorceller är starkt anrikade i CD133+CD44+-populationen vid hepatocellulärt karcinom. Int J Cancer. 2010; 126:2067-2078.
14. Arbus, C., Benyamina, A., Llorca, P.-M., Baylé, F., Bromet, N., Massiere, F., Garay, R.P., Hameg, A. Karakterisering av humana cytokrom P450-enzymer som är involverade i metabolismen av cyamemazin. Eur J Pharm Sci. 2007 dec;32(4-5):357-66.