HuH7-celler: En inkörsport till forskning om levercancer och HCV

HuH7-cellinjen, som härstammar från humant hepatom, representerar en odödliggjord samling av tumörbildande epitelialiknande celler. Denna linje, tillsammans med dess derivat HuH7.5 och HuH7.5.1, fungerar som ett praktiskt substitut för primära hepatocyter i experimentella sammanhang. Den används främst i cellodlingsmodeller för att undersöka hepatit C-virusinfektion (HCV) och hepatomets patofysiologi.

HuH7-cellernas ursprung och egenskaper

Det är viktigt att förstå ursprunget, de viktigaste egenskaperna och de optimala odlingsförhållandena för HuH7-cellinjen innan den används i forskning.

HuH7-cellinjen etablerades av Sato, J, och Nakabayshi, H 1982 och härstammar från en högt differentierad hepatocytcancerstam. Den härstammar ursprungligen från hepatocellulärt karcinom hos en 57-årig japansk man. HuH7-celler kännetecknas av sin förmåga att producera olika fysiologiskt relevanta substanser, såsom albumin och alfa-fetoprotein, och uppvisar en hög mottaglighet för HCV-infektion, vilket gör dem lämpliga för användning i HCV-replikonsystem. Denna egenskap gör cellinjen värdefull för screening och utveckling av anti-HCV-terapier. HuH7-celler uppvisar en epitelial-liknande morfologi, med en hexagonal form, och fäster vid ytor för att bilda 2D-monolager under tillväxt. I genomsnitt har HuH7-celler en diameter på 21,9 µm och tenderar att ha ett större, tillplattat utseende. HuH7-cellinjen kännetecknas av ett heterogent kromosomantal, som vanligtvis varierar mellan 55 och 63, vilket återspeglar den genetiska variationen inom cellpopulationen. Denna heterogenitet är en följd av selektionstryck som uppstår under cellodling och kan variera mellan olika laboratorieförhållanden.

Jämförande analys: HuH7- och HuH7.5-cellinjer

Cellinjen HuH7.5, en avart av HuH7, skiljer sig främst genom en missense-mutation i RIG-I-genen (DDX58), som är avgörande för den intracellulära antivirala responsen. Denna mutation ökar HuH7.5-cellernas mottaglighet för replikering av genomiskt och subgenomiskt HCV-RNA, vilket skiljer den från den ursprungliga HuH7-cellinjen när det gäller dess användbarhet inom virologisk forskning.

Odling av HuH7-celler: Viktiga protokoll för optimal tillväxt

HuH7-celler, som är en viktig del av en mängd forskningsstudier, kräver exakta odlingsförhållanden för att trivas. Detta avsnitt fördjupar sig i de grundläggande aspekterna av HuH7-cellodling, vilket säkerställer att deras fysiologiska relevans bibehålls i vetenskapliga undersökningar.

Dynamik i fördubblingstiden

Fördubblingstiden för HuH7-celler är vanligtvis 24 timmar, även om variationer i cellodlingsmedier kan förlänga denna period till 36–48 timmar, vilket understryker miljöförhållandenas inverkan på celltillväxten.

Adhesionsegenskaper

HuH7-celler bildar främst ett tvådimensionellt monolager som fäster vid ytorna på odlingsplattor och kolvar, vilket understryker deras preferens för ett stabilt fysiskt substrat framför suspensionsodlingar.

Optimal utsädesdensitet

Det är avgörande att hålla HuH7-cellernas konfluens inom intervallet 30–90 % för att förhindra en minskning av proliferationshastigheten vid konfluens över 90 %. Subkultivering med accutase underlättar avskiljningen, vilket möjliggör utsäde i tätheter anpassade efter experimentets behov, från optimala nivåer (2×10⁴ celler/cm²) till mättnadsnivåer (6×10⁴ celler/cm²).

Näringsbehov

Dulbeccos modifierade Eagles medium (DMEM) med högt glukosinnehåll och kompletterat med 10 % fetalt bovint serum (FBS) ger en idealisk näringsmiljö för HuH7-celler. Regelbunden förnyelse av mediet, helst 2–3 gånger i veckan, är avgörande för att upprätthålla cellernas hälsa.

Miljöförhållanden

En fuktad inkubator inställd på 5 % CO₂ och 37 °C stöder HuH7-cellodlingen optimalt och simulerar fysiologiska förhållanden som främjar cellaktivitet.

Långtidsförvaring

För långvarig förvaring bör HuH7-celler förvaras i ångfasen av flytande kväve, vilket säkerställer deras livskraft för framtida forskning.

Kryokonservering och återvinning

Det är av största vikt att använda en gradvis frysningsteknik för att bibehålla cellernas livskraft under kryokonservering. Cellerna bör suspenderas i ett särskilt utformat frysmedel, såsom CM-1, för att säkerställa en smidig övergång till kryogen lagring. Vid upptining är en snabb men skonsam återupplivning i ett 37 °C varmt vattenbad, följt av centrifugering för att avlägsna frysmediet och resuspension i färskt odlingsmedium, avgörande för att återupprätta cellkulturerna.

Hänsyn till biosäkerhet

Det rekommenderas att följa ett protokoll för biosäkerhetsnivå 1 vid hantering och förökning av HuH7-cellinjen, i enlighet med säkerhets- och etiska standarder i laboratoriemiljöer.

Genom att följa dessa noggrant beskrivna odlingsförhållanden kan forskare säkerställa en robust tillväxt och fysiologisk relevans hos HuH7-celler i sina vetenskapliga undersökningar, vilket banar väg för banbrytande upptäckter inom forskningen om levercancer och hepatit C-virus.

Utforska HuH7-celler för dina vetenskapliga genombrott

HuH7-celler: Fördelar och nackdelar

HuH7-cellinjen har både fördelar och begränsningar. Låt oss gå igenom de potentiella för- och nackdelarna med denna cellinje, eftersom det kan hjälpa dig att avgöra om den är lämplig för dina experiment.

Fördelar med HuH7-cellinjen

HuH7-celler har många karakteristiska egenskaper som gör dem attraktiva för forskningsändamål.

• Enkel förökning: Till skillnad från andra humana hepatomcellinjer kan HuH7-cellinjen enkelt odlas utan tillsats av serum; CLS rekommenderar dock att man använder RPMI 1640 med 10 % FBS och 2 mM L-glutamin. HuH-7-celler utsöndrar en tillväxtfaktor som hjälper cellerna att växa utan serum.
• Flexibilitet vid transfektion: HuH7-cellinjen används ofta för transfektion tack vare sin höga mottaglighet för HCV-genomet. Därför är dessa celler avgörande för screening och utveckling av läkemedel mot HCV.
• Alternativ till humana hepatocyter: HuH7-cellinjen är ett utmärkt substitut för humana hepatocyter. Den kan hjälpa forskare att studera leverbaserade läkemedelstransportörer och förstå interaktionen mellan vissa läkemedel och MRP (multi-drug resistance-associated proteins).
• Utveckling av en xenotransplantatmodell i mus: HuH7-celler har använts för att producera en cellinje-baserad xenotransplantatmodell i mus. Denna djurmodell kan ge forskare värdefulla insikter om proteinkinasinhibitorer och cancerbehandlingar.
• Cancerforskning: HuH7-cellinjen är en human levercancercellinje som hjälper forskare att bedriva studier av levercancer.

Begränsningar hos cellinjen HuH-7

Det finns vissa begränsningar förknippade med odlingen av cellinjen HuH7.

Mikrobiell kontaminering: Bakteriell kontaminering är det vanligaste problemet vid cellodling. När en infektion inträffar kan den kännas igen genom förändringar i pH-värdet och grumlighet i odlingsmediet. Bland bakteriella kontamineringar är mykoplasmakontaminering vanligtvis inte uppenbar. Den påverkar dock långsamt cellinjen morfologi, genuttryck och andra egenskaper.

Odlingsperiod: Även om cellinjen HuH7 är odödlig kan en förlängning av odlingsperioden gradvis påverka cellernas hälsa. Det kan påverka proliferationshastigheten och genuttrycket, vilket kan minska resultatens reproducerbarhet. För cellinjen HuH7 bör antalet passager hållas under 20–25.

Användningsområden för HuH-7-celler

Denna cellinje, som härstammar från humant hepatom, erbjuder många forskningsmässiga tillämpningar. Här beskriver vi några forskningsområden där cellinjen HuH7 används.

1. Läkemedelsresistens: HuH7 är en cellinje från hepatocellulärt karcinom (HCC) som kan användas för att studera läkemedelsresistens mot potentiella behandlingar av levercancer. I en studie som genomfördes 2021 användes HuH7-celler, som experimentellt gjorts resistenta mot sorafenib, för att utveckla nya och effektiva terapier, dvs. mitokondrieackumulerande självmonterande peptider.

2. Genetiska insikter och molekylär profilering genom HuH7-celler: De distinkta HuH7-cellinjerna, inklusive olika derivat och varianter, har möjliggjort en djupare förståelse av genuttryck och specifika genomiska markörers roll i sjukdomar. Tekniker som Ramanspektroskopi, som förespråkas av forskare som Evgeny Gladilin, har tillämpats på HuH7-celler för molekylär och cellulär profilering, vilket har gett insikter i cellernas respons på virusinfektion. Potentialen hos Ramanspektroskopi, i kombination med metoder som kvantitativ proteomik, har underlättat utforskningen av värdcellsreaktioner, inklusive interferonresponsen och förändringar i lipiddroppar, vilka är avgörande för att förstå HCV-replikation och effekten av SARS. Uttrycket av olika onkogena markörer kan undersökas för att förstå deras beteende som svar på en behandling, såsom i en studie som använde HuH7-celler för att undersöka effekten av föreningen kaempferol på uttrycksmönstret för MMP9- och AKT-signalvägsgener. Dessa signalvägar reglerar metastasering och invasivitet hos hepatocellulärt karcinom. En annan ny studie undersökte också rollen av Wnt/β-katenin-signalkaskadgenen i överlevnaden och tillväxten av HCC-celler.

3. Läkemedelsutveckling: HuH7-celler används i stor utsträckning i läkemedelsscreening och utvecklingsstudier mot levercancer. Flera studier har genomförts för att undersöka den hämmande potentialen hos många växtextrakt, växtbaserade föreningar, nanopartiklar och andra terapeutiska medel mot HCC. En studie som genomfördes 2022 undersökte de proapoptotiska och cancerhämmande egenskaperna hos en radionuklid mot hepatocellulärt karcinom med hjälp av en HuH7-cellinje.

4. HuH7-celler: En central punkt i virusforskning och cellanalys HuH7-celler har blivit en hörnsten i studiet av virusinfektioner och infektionssjukdomar, särskilt hepatit C-virus (HCV) och deras interaktioner med coronavirus som SARS-CoV-2, som orsakar coronavirus sjukdom 2019 (COVID-19). Utvecklingen av experimentella HCV-cellodlingssystem (HCVcc) med hjälp av HuH7-celler har avsevärt förbättrat vår förmåga att studera HCV:s invecklade replikationsprocess och värdfaktorer som är väsentliga för HCV-infektion. Detta inkluderar undersökning av effektiviteten hos HCV-RNA-replikation och produktionen av smittsamma virioner. De olika linjerna av HuH7-celler, inklusive senescenta och infekterade varianter, utgör ett mångsidigt verktyg för att undersöka infektionens mångfald, viral spridning och hämningsmekanismer mot virus som SARS.

Sammanfattningsvis omfattar studien av HuH7-celler ett brett spektrum av vetenskapliga undersökningar, från de molekylära mekanismer som ligger till grund för virusinfektioner till de detaljerade cellulära reaktioner som dessa patogener framkallar. Genom HuH7-forskningen fortsätter det vetenskapliga samfundet att avslöja den komplexa dynamiken i interaktionerna mellan värd och virus, vilket bidrar till utvecklingen av antivirala strategier och vår förståelse av cellulära determinanter vid virussjukdomar.

Publikationer om HuH-7

Det finns en uppsjö av publikationer som använder HuH7-cellinjen för olika ändamål. Här har vi nämnt några aktuella och betydelsefulla publikationer.

• Användning av självmonterande peptider riktade mot mitokondrierna som en ny behandling för sorafenibresistenta hepatocellulära karcinomceller.

Denna studie publicerades i Nature Scientific Reports 2021. I studien användes experimentellt inducerade sorafenibresistenta hepatocellulära karcinomceller (HuH7-cellinjen) för att undersöka de proapoptotiska och antitumöra effekterna av det nyligen utvecklade Mito-FF (mitochondria-accumulating self-assembly peptides).

• Kaempferol hämmar cellmigrationen hos humana hepatocellulära karcinomceller genom att undertrycka MMP-9 och Akt-signalering

Denna artikel publicerades i tidskriften Environmental Toxicology av Po-Chung Ju och kollegor 2021. I denna studie undersökte forskarna den anti-metastatiska potentialen hos en växtbaserad förening, kaempferol, mot hepatocellulära karcinomceller (HuH7). Dessutom studerade de även de signalvägar som reglerar metastasering och invasion av levercancerceller.

• Daphnetin hämmar överlevnaden av hepatocellulära karcinomceller genom att reglera Wnt/β-katenin-signalvägen

Denna artikel publicerades i tidskriften Drug Development Research år 2022. Studien förklarar den cancerhämmande rollen som föreningen daphnetin spelar mot HCC. Denna växtbaserade förening hämmar Wnt/β-katenin-signalvägen för att begränsa cancercellernas tillväxt.

• RGFP966 hämmar tumörtillväxt och migration genom att hämma EGFR-uttrycket i hepatocellulära karcinomceller in vitro

Denna forskningsartikel, publicerad i tidskriften Drug Design, Development, and Therapy, beskriver EGFR-signaleringens roll i tillväxten och metastaseringen av hepatocellulärt karcinom. I studien användes HuH7-celler för att undersöka den hämmande effekten av RGFP966, en histondeacetylas 3 (HDAC3)-hämmare, mot HCC genom att undertrycka gener i EGFR-signalvägen.

• Rheniumperrhenat (188ReO4) inducerade apoptos och minskade den cancerösa fenotypen i levercancerceller

Denna publikation i tidskriften Cells visar på användningen av HuH7-celler för att undersöka anti-HCC-potentialen hos en radionuklid, dvs. rheniumperrhenat.

• Antiviral aktivitet hos chitosan-nanopartiklar som inkapslar curcumin mot hepatit C-virus genotyp 4a i humana hepatomcellinjer

Denna studie är publicerad i International Journal of Nanomedicine. I studien användes HuH7-celler för att undersöka den antivirala aktiviteten hos kurkumininnehållande chitosan-nanopartiklar mot HCV-genotyp 4a.

HuH-7-resurser: protokoll, videor och mer

Det finns många resurser tillgängliga för odling och underhåll av HuH7-cellinjer. Här kan du lära dig mer om de resurser som finns tillgängliga för att förklara cellodlings- och transfektionsprotokoll för HuH7 samt utbildningsvideor.

Protokoll för cellodling

Följande resurser kan hjälpa dig att komma igång med odling och underhåll av HuH7.

• Information och resurser om HuH-7-cellodling: Denna webbplats innehåller mycket användbar information, inklusive protokoll för subodling av HuH7-cellinjen, dess förvaring och hantering.

• HuH7-cellodlingsprotokoll

Transfektionsprotokoll för HuH7

HuH7-celler transfekteras på många olika sätt. Följande resurser innehåller en stor mängd information om transfektionsprotokoll, nödvändiga reagenser och kemikalier, användbara tips och försiktighetsåtgärder.

Videor relaterade till HuH7-cellinjen

Det finns många utbildningsvideor om grundläggande subkultivering, plätering och transfektionsprotokoll med mera.

• Passering av celler: Grunder i cellodling: Denna video handlar om det grundläggande odlingsprotokollet för cellinjen.

Vi hoppas att informationen i denna artikel hjälper dig att skaffa dig grundläggande och avancerad kunskap om HuH7-cellinjen innan du börjar arbeta med den. Om du vill använda dessa celler i ditt forskningsarbete kan du beställa dem från oss.

Vanliga frågor om cellinjen HuH7 och virusforskning