NCI-H1792 — Model adenokarcinómu pľúc s mutáciou génu KRAS pre onkologický výskum

Introduction

NCI-H1792, also known as H1792, H-1792, and NCIH1792 (Cellosaurus accession CVCL_1495), is a well-characterised human non-small cell lung cancer (NSCLC) cell line established from a lung adenocarcinoma pleural effusion. The line was generated as part of the systematic NCI lung cancer cell line programme and was catalogued in the NCI-Navy Medical Oncology Branch cell line database [1]. Carrying an oncogenic KRAS G12C mutation alongside a homozygous TP53 splice-donor mutation and a heterozygous CDKN2A nonsense mutation, NCI-H1792 recapitulates the genomic complexity of human lung adenocarcinoma. Researchers have used this model extensively to investigate KRAS signalling, apoptotic pathway regulation, mTOR biology, and responses to novel anticancer compounds. The cell line is included in flagship genomic initiatives such as the Cancer Cell Line Encyclopedia (CCLE) and the NCI RAS mutant KRAS panel, underscoring its broad utility in translational oncology.

Key Takeaways

• Origin: Derived from a pleural effusion of a lung adenocarcinoma patient; part of the NCI lung cancer cell line series.
• Key mutations: Carries oncogenic KRAS G12C (heterozygous), a homozygous TP53 splice-donor mutation, and a heterozygous CDKN2A nonsense mutation (p.Trp110Ter).
• Genomic resources: Included in the CCLE, NCI RAS mutant KRAS panel, and Cancer Dependency Map, with extensive multi-omics annotation.
• Research uses: Widely applied in studies of KRAS effector biology, apoptosis, mTOR signalling, drug resistance, and 3D tumour models.
• Adherent growth: Grows as an adherent monolayer with epithelial morphology in RPMI 1640-based medium.
• LKB1 wild-type: Retains wild-type LKB1 expression, making it a useful reference against LKB1-null NSCLC lines such as A549.

What is NCI-H1792?

NCI-H1792 was established from the pleural effusion of a 50-year-old male patient diagnosed with lung adenocarcinoma. The cell line was developed as part of the NCI-Navy Medical Oncology Branch's systematic effort, beginning in 1976, to build a comprehensively annotated bank of human cancer cell lines for use as preclinical research tools [1]. This initiative later expanded into the NCI cell line database, which has been described as a foundational resource for lung cancer biology over more than four decades [2]. The cell line displays epithelial morphology and grows as an adherent monolayer, and reported doubling times range from approximately 32 to 45 hours across published datasets, making it experimentally tractable for a wide range of assays.

At the molecular level, NCI-H1792 carries a heterozygous KRAS G12C mutation (c.34G>T), a homozygous TP53 splice-donor mutation (c.672+1G>A), and a heterozygous CDKN2A nonsense mutation (p.Trp110Ter, c.330G>A). Note that catalogue sources differ on KRAS zygosity: Cellosaurus, COSMIC, and DepMap annotate the G12C allele as heterozygous, and functional studies describing NCI-H1792 as carrying a single endogenous mutant KRAS allele support this [10], whereas some vendor documentation lists it as homozygous. The TP53 splice-site lesion was among the diverse p53 mutations catalogued across a large panel of NSCLC lines in an early characterisation study [3]. The cell line shows wild-type LKB1 expression [6] and retains intact RB-family protein expression [4], features that distinguish it from other commonly used NSCLC lines. NCI-H1792 is microsatellite-stable and is classified as European ancestry (North European 59.2%, South European 34.9%) based on genome-wide genotyping data [5].

Cell Culture Information

NCI-H1792 – low confluency

NCI-H1792 – high confluency

Advantages of NCI-H1792

NCI-H1792 occupies a unique niche among NSCLC cell lines because of its well-defined KRAS G12C mutation combined with wild-type LKB1 status and intact RB-family expression. This genetic combination makes it highly complementary to lines such as A549 Cells, which carry a different KRAS G12S allele and lack LKB1. The two lines are not isogenic — they derive from different patients — but the contrast between them has proven scientifically valuable: studies comparing LKB1 wild-type and mutant NSCLC lines have used NCI-H1792 as the wild-type reference to probe the LKB1–AMPK–mTOR signalling axis [6]. Pairing the two lines therefore provides a practical, if not genetically matched, contrast for mechanistic work on LKB1-dependent signalling.

The cell line's inclusion across multiple major multi-omics consortia — including the CCLE, the Cancer Dependency Map, and the COSMIC cell lines project — means that extensive reference datasets are publicly available. Researchers can immediately contextualise in-house drug-sensitivity, proteomic, or transcriptomic results against thousands of other cancer lines. Every batch of Cytion's NCI-H1792 Cells is released with a lot-specific Certificate of Analysis documenting STR authentication, mycoplasma testing, and post-thaw viability, so the exact figures for a given vial should be taken from the CoA supplied with that lot.

NCI-H1792 is also a validated model for three-dimensional tumour spheroid culture. The line has been shown to self-organise into structured spheroids when embedded in collagen scaffolds alongside cancer-associated fibroblasts, enabling realistic modelling of the tumour microenvironment and epithelial-to-mesenchymal transition [7]. This versatility means the line supports both classical 2D drug screening and more sophisticated 3D organotypic assays within the same laboratory workflow.

Limitations of NCI-H1792

Because NCI-H1792 was derived from a pleural effusion rather than primary tumour tissue, the biological properties of the line may reflect selection pressures associated with the metastatic microenvironment. Like all established cell lines, it lacks the stromal, immune, and vascular components present in vivo. Researchers studying tumour–stroma interactions must supplement single-line experiments with co-culture models or in vivo validation.

The homozygous TP53 splice-donor mutation in NCI-H1792 means that normal p53-dependent stress responses are absent. This limits the cell line as a model for studying wild-type p53 biology and may confound interpretation of apoptosis studies that rely on p53-mediated transcriptional activation. Investigators should be aware that drug-induced cell death in this line likely proceeds through p53-independent pathways, as demonstrated in studies examining Bcl-xL inhibition in combination with irradiation [8].

The CDKN2A lesion is a nonsense mutation (p.Trp110Ter) that truncates the p16^INK4a reading frame, so the line should not be treated as CDKN2A-proficient when designing or interpreting cell-cycle arrest experiments — particularly those involving CDK4/6 inhibition. In addition, published doubling-time estimates for NCI-H1792 differ appreciably between datasets (approximately 32.6 hours in one large-scale screen and 45 hours in another), so growth-rate-dependent assay windows, seeding densities, and endpoint timings should be established empirically in each laboratory rather than taken from a single literature value.

Aplikácie

Objav liekov proti osteosarkómu a terapeutické skríningové testy

U2OS je primárnym modelom na hodnotenie nových a repurposed zlúčenín proti osteosarkómu. V tejto línii boli skúmané protinádorové účinky rôznych prírodných a syntetických látok. Ukázalo sa, že curcín C, proteín typu I inaktivujúci ribozómy, získaný z naklíčených semien Jatropha curcas, preukázal schopnosť inhibovať proliferáciu buniek U2OS prostredníctvom apoptózy sprostredkovanej ROS, autofágie a zastavenia v S aj G2/M fáze, pričom tento účinok bol pripísaný aktivácii JNK signálnej dráhy spolu s inhibíciou ERK dráhy; lapač ROS NAC a inhibítor JNK SP600125 každý z nich oslabili túto odpoveď, čo potvrdzuje navrhovanú kaskádu [53]. Následná štúdia ukázala, že vyššia účinnosť Curcinu C v porovnaní s Curcinom v bunkách U2OS sa dá vysvetliť najmä klatrín-dependentnou endocytózou sprostredkovanou LRP1, ktorá je dostupná pre Curcin C, ale nie pre Curcin.

Aloperín, prírodný alkaloid, potláčal proliferáciu a klonogenitu buniek osteosarkómu MG-63 aj U2OS, indukoval apoptózu, čo potvrdila prietoková cytometria, a inhiboval inváziu v testoch „scratch“ a „transwell“, pričom došlo k downregulácii MMP-2, MMP-9, PI3K a p-AKT1 [54]. Táto štúdia poukázala na viacero konvergentných dráh, prostredníctvom ktorých by prírodné alkaloidy mohli súčasne narúšať rast a metastatický potenciál. Nezávisle od toho sa preukázalo, že metabolit prírodného sladidla steviol inhibuje proliferáciu buniek U2OS spôsobom závislým od dávky a času, pričom mechanistické skúmanie odhalilo zastavenie bunkového cyklu vo fáze G1 a mitochondriálnu apoptotickú dráhu naznačenú zvýšeným pomerom Bax/Bcl-2 [55] — tieto zistenia zaradzujú prírodné metabolity medzi kandidátov pre výskum chemoprevencie osteosarkómu.

Kyselina tanínová zosilňovala cytotoxický účinok cisplatiny v bunkách U2OS, avšak táto interakcia sa ukázala ako silne závislá od pomeru: synergia bola pozorovaná pri pomeroch kyseliny tanínovej k cisplatine 90:10 a 85:15, zatiaľ čo pomery 75:25 a 50:50 mali antagonistický účinok a samotná kyselina tanínová významne neinhibovala normálne osteoblasty hFOB 1.19 [56]. Akákoľvek stratégia senzibilizácie založená na polyfenoloch preto závisí skôr od starostlivej optimalizácie pomeru dávok než od jednoduchého súbežného podávania. Kyselina galová podobne potencovala olaparibom indukovanú bunkovú smrť a zmiernila získanú rezistenciu voči olaparibu v bunkách U2OS a v olaparib-rezistentnom deriváte (U2OS-PIR), pričom inhibovala angiogenézu a modulovala cPARP, Bcl-2 a Bax [57], čím rozšírila repertoár kombinácií prírodných zlúčenín použiteľných vo výskume liečby osteosarkómu. Ukázalo sa, že lenvatinib, schválený inhibítor viacerých kináz, indukuje zmeny súvisiace s ferroptózou v bunkách U2OS a 143B prostredníctvom osi p-STAT3/p53/xCT, čím odhalil nový mechanizmus, ktorým táto látka môže potláčať progresiu osteosarkómu nad rámec svojej kanonickej úlohy inhibítora angiogenézy [19]. Imunoterapia založená na prirodzených zabíjačských bunkách (NK) bola hodnotená na súbore línií osteosarkómu vrátane U2OS, pričom expresia liganda NKG2D korelovala s účinnosťou zabíjania sprostredkovaného NK bunkami a aerosólový interleukín-2 zlepšoval orgánovo-špecifickú aktivitu NK buniek in vivo [20].

Širší skríning liekov na sarkómy, zahŕňajúci 63 ľudských línií a vyše 400 onkologických zlúčenín, zdokumentoval profily citlivosti línie U2OS na lieky spolu s údajmi o expresii génov a mikroRNA, čím poskytol pre túto oblasť bohatý farmakogenomický referenčný materiál [21]. Priekopnícky projekt Cancer Cell Line Encyclopedia integroval údaje o génovej expresii, počte kópií a sekvenovaní z takmer 950 línií, vrátane U2OS, a koreloval ich s profilmi citlivosti na lieky s cieľom identifikovať prediktívne biomarkery odpovede [15]. Následná farmakogenomická prehľadová štúdia zmapovala súvislosti medzi citlivosťou na lieky a zmenami spôsobenými rakovinou vo viac ako 1 000 anotovaných líniách, čím ďalej zasadila reakcie línie U2OS do širšieho kontextu onkologickej oblasti [22].

Osa miR-16-1-3p/MDM2/p53 sa ukázala ako dôležitý regulátor výstupu TGF-β1 signálnej dráhy pri osteosarkóme. Xue a kol. preukázali, že nadmerná expresia miR-16-1-3p výrazne znížila proliferačný a klonogénny potenciál buniek U2OS, zatiaľ čo jej kombinácia s liečbou TGF-β výrazne posilnila zastavenie v G1 fáze a takmer úplne potlačila schopnosť nádoru rásť [23]. Tá istá štúdia ukázala, že miR-16-1-3p inhibuje TGF-β-indukovanú prestavbu aktínu a zmeny spojené s epiteliálno-mezenchýmovou transformáciou, a že ich súbežné podávanie zvýšilo citlivosť na cisplatinu v bunkách U2OS divokého typu a znížilo objem nádorových uzlín a metastázy v modeli kuracej chorioalantoickej membrány, čím poskytlo mechanistický pohľad na to, ako táto mikroRNA potláča prometastatickú zložku TGF-β signálnej dráhy. Ukázalo sa, že extracelulárne vezikuly pochádzajúce z osteoblastov (OB-EV) menia správanie buniek osteosarkómu spôsobom závislým od buneckej línie: v bunkách U2OS znížili metabolickú aktivitu (1,30-násobne) a proliferáciu (1,70-násobne) a zároveň zvýšili apoptózu (1,15-násobne), zatiaľ čo proliferácia buniek MG-63 sa zvýšila 4,9-násobne. Súvisiace transkriptomické profilovanie bolo vykonané na bunkách MNNG/HOS, kde bolo diferencovane exprimovaných 296 génov, a autori navrhujú transport miRNA ako potenciálny prispievajúci mechanizmus, ktorý si však ešte vyžaduje funkčné overenie [24]. Metabolické preprogramovanie pri osteosarkóme bolo skúmané prostredníctvom transkriptomiky na úrovni jednotlivých buniek, pričom bol identifikovaný stanniokalcín-2 (STC2) ako kľúčový regulátor glykolýzy, ktorého funkcia bola overená v bunkách MG-63 a U2OS pomocou analýzy extracelulárneho toku metódou Seahorse [25].

Oprava DNA, regulácia bunkového cyklu a reakcia na poškodenie DNA

U2OS je jedným z najčastejšie používaných modelov vo výskume opravy DNA, najmä preto, že jeho divoký typ p53 umožňuje skúmať celý rozsah reakcií na poškodenie závislých od p53. Štúdia na úrovni genómu zmapovala transkriptóm buniek U2OS regulovaný bunkovým cyklom a identifikovala 2 140 periodicky exprimovaných transkriptov, ktoré zodpovedajú 1 871 jedinečným génom v rámci viacerých synchronizovaných bunkových cyklov [52]. Kombináciou ChIP-seq pre transkripčný faktor FOXM1 vo fáze G2/M s uverejnenými údajmi ChIP-seq pre E2F1, E2F4, E2F6, GABPA a komplexu DREAM autori preukázali, že FOXM1 silne aktivuje promotory génov fázy G2/M a len slabo aktivuje tie, ktoré sú indukované vo fáze S, a že kľúčovú skupinu génov bunkového cyklu, spoločnú pre bunky U2OS a HeLa, viažu viaceré transkripčné faktory bunkového cyklu. Tento súbor údajov potvrdil U2OS ako druhý, nezávisle charakterizovaný ľudský model na mapovanie transkriptómu bunkového cyklu a naďalej zostáva široko používaným referenčným zdrojom pre štúdie regulácie génov v cykle delenia ľudských buniek.

Mutácie s nadbytkom funkcie v géne PPM1D/Wip1 — fosfatázy, ktorá inaktivuje p53 — vedú k vzniku C-terminálne skráteného, hyperaktívneho Wip1 a narušujú p53-dependentný kontrolný bod G1 po poškodení DNA; U2OS je heterozygotný nositeľom takejto skrátenej alely (p.Arg458Ter) [7] [61]. Vďaka tomu je U2OS užitočným modelom na štúdium toho, ako skrátenia Wip1 poskytujú selektívnu rastovú výhodu oslabením odpovede na poškodenie DNA. Variabilita jednotlivých buniek v reakcii na poškodenie DNA bola kvantifikovaná v bunkách U2OS vystavených 2 Gy fotónov; porovnaním ložísk 53BP1 a γH2AX v sesterských jadrách dvojjadrových buniek Płódowska a kol. preukázali stochastický šum medzi jednotlivými bunkami pri tvorbe opravných ložísk, ktorý sa prekrýval s náhodne rozloženým poškodením DNA, pričom tento šum prispieval 28 % k celkovej variabilite ložísk 53BP1 a 50 % k variabilite ložísk γH2AX [26]. Analýza výmeny sesterských chromatíd v líniách sarkómov mäkkých tkanív, vrátane komparátorov U2OS, potvrdila, že endogénna tvorba γH2AX koreluje s genomickou nestabilitou a môže predpovedať reakcie na liečbu poškodzujúcu DNA [27].

Bunky U2OS boli použité na skúmanie somatickej expanzie CAG-opakovaní pri Huntingtonovej chorobe. Genetická disruptia väzobného miesta MSH3 Y245/K246 v väzobnej kapse IDL významne znížila interakciu s DNA a zabránila expanzii opakovaní v línii U2OS exprimujúcej mutantný exón 1 génu HTT, pričom farmakologická blokáda toho istého miesta znížila expanziu opakovaní v U2OS a, čo je dôležité, spomalila aj expanziu v stredne tŕnistých neurónoch odvodených z iPSC pacientov s Huntingtonovou chorobou [28]. Derivátna línia U2OS DR-GFP sa široko používa na testy opravy homologickou rekombináciou a na analýzu špecifických zložiek opravných dráh bolo vytvorených viacero knockoutových derivátov — vrátane knockoutov RAD52, TBK1 a OPTN —, ktoré sú všetky zaradené ako podzáznamy CVCL_0042 [61]. Tumorový supresor TSC2 bol identifikovaný ako supresor stresových granúl; v predtlači opisujúcej túto prácu čiastočná redukcia TSC2 sprostredkovaná siRNA v bunkách U2OS nevyvolala spontánne stresové granuly, na rozdiel od úplnej straty pozorovanej v embryonálnych fibroblastoch myší, čím sa potvrdilo, že TSC2 je regulátorom tvorby stresových granúl závislým od prahovej hodnoty [29]. Do celogenómových skríningov zameraných na homozygotné delécie a poruchy génov polaritného komplexu v paneloch rakovinových bunkových línií boli zahrnuté aj údaje z buniek U2OS, čo prispelo k identifikácii recesívnych rakovinových génov a charakteristických znakov krehkých miest [30] [31].

Cirkadiánna biológia a regulácia génov

U2OS sa stala vedúcim modelom pre výskum cirkadiánnych hodín u cicavcov. Bunky vykazujú robustné, samoudržateľné cirkadiánne rytmy a bežne sa používajú s luciferázovými reportérmi génov hodín na luminometriu v reálnom čase. Burke a kol. použili bunky U2OS exprimujúce luciferázové reportéry génov cirkadiánnych hodín, aby ukázali, že kofeín predlžuje cirkadiánnu periódou spôsobom závislým od dávky, a prostredníctvom farmakologickej analýzy a potlačenia siRNA zistili, že za tento účinok je zodpovedná signalizácia adenosínového receptora — a nie aktivita ryanodínového receptora alebo fosfodiesterázy [59]. Ten istý systém umožňuje chemické skríningy vo veľkom meradle: vysokokapacitný skríning existujúcich liekov v bunkách U2OS zistil, že približne 5 % z nich menilo cirkadiánnu periódou, pričom sa identifikoval dehydroepiandrosterón ako zlúčenina skracujúca periódou a naznačila sa úloha ABL1, ABL2 a kinázy BCR v regulácii periódy [60]. Tieto vlastnosti sa vo veľkej miere využívajú na charakterizovanie molekulárnych mechanizmov, ktoré riadia kľúčovú spätnoväzobnú slučku transkripcie a translácie BMAL1/CLOCK a jej interakcie s onkogénnymi dráhami.

Nedávny predtlačový článok skúmal endogénnu cirkadiánnu povahu c-MYC v bunkách U2OS. Vytvorením reportéra c-MYC a porovnaním jeho oscilačnej fázy s reportérmi BMAL1 a PER2 Kalyanaraman a kol. zistili, že promotor c-MYC osciluje rytmicky v bunkách U2OS — línii s prirodzene nízkymi hladinami MYC — a osciluje mimo fázy vo vzťahu k základným zložkám biologických hodín [32]. Počítačový model vyvinutý na základe týchto zistení naznačil, že MYC pôsobí ako rušiteľ biologických hodín, pričom načasovanie jeho aktivity minimalizuje jeho negatívny vplyv na cirkadiánne časovanie – tento poznatok má význam pre pochopenie toho, ako nadmerná expresia onkogénu MYC narúša cirkadiánnu fyziológiu. Keďže ide o predtlač, táto práca ešte neprešla recenziou. Napriek tomu ilustruje vhodnosť buniek U2OS na súčasné skúmanie funkcie onkogénu a cirkadiánnej regulácie.

U2OS je telomerázovo-negatívna a udržiava svoje teloméry prostredníctvom alternatívneho predlžovania telomér (ALT), mechanizmu založeného na rekombinácii, ktorý ako prvý zdokumentovali Bryan a kol. [58] v podskupine nádorov a nádorových bunkových línií. Vďaka tomu je táto bunka štandardným modelom pre výskum ALT, mechanizmu aktívneho v určitej podskupine rakovín vrátane osteosarkómov. Táto bunka sa tiež často využíva v štúdiách dynamiky modifikácií histónov, architektúry jadra a organizácie chromatínu, pričom sa využíva jej veľké jadrá a optická manipulovateľnosť. Deriváty histónov a jadrových pórov označené fluorescenčnými značkami – vrátane U2OS EGFP-H2B a viacerých línií NUP96 označených CRISPR, odvodených z U2OS – umožnili kvantitatívne zobrazovanie chromatínu a procesov jadrového transportu s vysokým priestorovým rozlíšením [61].

Endocytóza a intracelulárny transport

U2OS sa stal štandardným modelom na štúdium endocytózy sprostredkovanej klatrínom (CME) a aktivity GTPázy dynaminu vďaka svojej silnej schopnosti internalizácie receptorov a vhodnosti pre kvantitatívne fluorescenčné testy CME merajúce príjem transferínu značeného Alexa594. Séria zlúčenín sulfonadynu — arylsulfonamidov odvodených od analógov dansylkadaverínu — bola charakterizovaná ako GTP-kompetitívne inhibítory dynaminu I a dynaminu II s využitím buniek U2OS ako primárnej platformy pre testy CME [33]. Michaelis-Mentenova kinetická analýza v tomto systéme potvrdila mechanizmus inhibície a najúčinnejší analóg preukázal aj antiepileptickú aktivitu v zvieracích modeloch, čím sa testy CME založené na bunkách U2OS stali translačným nástrojom pre objavovanie neurologických liekov.

Samostatne bola v bunkách U2OS hodnotená inhibičná aktivita voči CME u bolinachinónu, hydroxychinónového seskviterpénu morského pôvodu, a súvisiacich analógov naftochinónu, pričom štrukturálna optimalizácia riadená teóriou funkcionálu hustoty viedla k analógom s podstatne zlepšenou účinnosťou proti dynaminovej GTPáze aj CME [34]. Tieto štúdie ilustrujú, ako testy CME na báze buniek U2OS slúžia ako citlivá a reprodukovateľná platforma pre štúdie vzťahu štruktúra-aktivita inhibítorov endocytózy. Konzistentná expresia receptorov v tejto buneckej línii a predvídateľná kinetika internalizácie z nej robia preferovaný bunkový systém pre túto triedu výskumu.

Osud antisense oligonukleotidov (ASO) po ich absorpcii bunkami bol sledovaný v bunkách U2OS pomocou mikroskopie živých buniek, ratiometrických meraní pH a trojrozmernej skenovacej elektrónovej mikroskopie so zameraným iónovým lúčom. V predtlači opisujúcej túto prácu Sitarska a kol. ukázali, že aj za podmienok, pri ktorých došlo k zníženiu cieľovej RNA o viac ako 90 %, menej ako 4 % internalizovaných ASO dosiahlo jadro a že sa ASO akumulovali v neskorých endozómoch, endolizozómoch a lyzozómoch, kde indukovali neutralizáciu v lúmene bez náboru galektínu-3 alebo prasknutia obmedzujúcej membrány [35]. Autori navrhujú, že k produktívnemu úniku dochádza skôr v priebehu endocytózy, s najväčšou pravdepodobnosťou v raných alebo recyklačných endozómoch. Bunky U2OS sa tiež použili v teste aktivácie GLP-1R – v línii U2OS exprimujúcej biosenzory Nomad citlivé na cAMP – na vyhodnotenie metabolických účinkov extraktu z bergamotu vo forme fosfolipidov, čím sa preukázala užitočnosť tejto línie ako modifikovanej platformy na expresiu receptorov pre farmakológiu prírodných produktov [36]. Technológia cybridov na štúdium mutácií mitochondriálnej DNA bola zdokonalená validáciou novo vyvinutých derivátov HCT116, HT1080 a U2OS bez mtDNA (ρ0) ako prijímajúcich bunkových línií na generovanie transmitochondriálnych cybridov [37].

Proteomika, genomika a multi-omické platformy

U2OS je kľúčovou referenčnou bunkovou líniou vo veľkoplošných proteomických iniciatívach. Prvý špecializovaný proteómový profil U2OS vytvorili Niforou a kol. pomocou dvojrozmernej gélovej elektroforézy spojenej s MALDI hmotnostnou spektrometriou: z dvoch 2-DE gélov bolo vyrezaných a analyzovaných približne 3 000 škvŕn, čo viedlo k identifikácii 237 rôznych génových produktov, medzi ktorými bolo 11 protoonkogénov súvisiacich s rakovinovým stavom tejto línie [16]. Následné práce založené na hmotnostnej spektrometrii kvantifikovali absolútny proteóm tejto línie v interfáze a mitóze — v publikácii opísanej ako bežne používaná ľudská bunková línia a v Cellosaurus priradená k U2OS — pričom preukázali expresiu najmenej približne 10 000 proteínov s rozsahom bunkovej abundancie v siedmich rádov, až do 20 miliónov kópií na bunku [38] [61]. Komparatívna proteomika v jedenástich bežných bunkových líniách ukázala, že U2OS zdieľa jadro všadeprítomne exprimovaných proteínov, pričom vykazuje variácie špecifické pre daný typ bunky vo funkčných podskupinách [39].

Proteomika bunkového povrchu vo veľkom meradle s využitím technológie Cell Surface Capture katalogizovala povrchový proteóm U2OS spolu s 40 ďalšími typmi ľudských buniek (celkovo 41 typov ľudských a 31 typov myších buniek), čím poskytla zdroj na identifikáciu farmakologicky dostupných povrchových cieľov [40]. Štúdie typizácie HLA a predikcie neoepitopov zahrnuli líniu U2OS na podporu vývoja cieľov pre imunoterapiu rakoviny [41] [42]. Charakterizácia proteínových polí v reverznej fáze u viac ako 650 rakovinových bunkových línií zahŕňala aj U2OS, čím sa preukázalo, že fosfoproteomické údaje poskytujú prediktívnu schopnosť pre citlivosť na lieky, ktorá presahuje možnosti meraní samotnej mRNA [43]. Proteomická mapa všetkých typov rakoviny, pokrývajúca 949 bunkových línií, ďalej integrovala proteomické údaje z U2OS so skríningmi esenciálnosti pomocou CRISPR a údajmi o reakcii na lieky, čím odhalila tisíce proteínových biomarkérov zraniteľnosti rakoviny [44].

Charakterizácia 675 rakovinových bunkových línií na úrovni transkriptómu prostredníctvom sekvenovania RNA katalogizovala génové fúzie, mutačné signatúry a expresiu neľudských sekvencií v línii U2OS [45]. Charakterizácia CCLE novej generácie rozšírila profilovanie o údaje o metylácii DNA, modifikácii histónov, expresii mikroRNA a šplhaní RNA v 1 072 líniách, pričom U2OS prispel k integratívnym analýzam molekulárnych vlastností, ktoré sú základom reakcií na lieky [46]. Kvantitatívna proteomika panelu CCLE identifikovala dysreguláciu signálnych dráh na proteínovej úrovni, ktorá nebola zrejmá len z genomických alebo transkriptomických údajov [47]. Metóda Cell Painting v kombinácii s termálnym proteomickým profilovaním v bunkách U2OS preukázala účinnú stratégiu na odvodenie mechanizmu účinku liekov integráciou morfologického profilovania s objektívnou detekciou proteínových cieľov [17]. Proteomické dátové súbory U2OS podliehajú aj kontrole kvality na úrovni virómu: ako všeobecný skríningový krok bol vyvinutý xenoproteomický pracovný postup na necielenú detekciu vírusových proteínov v proteomických údajoch, pričom autori odporúčajú, aby bol každý súbor údajov o bunkovom proteóme pred publikovaním testovaný na prítomnosť neľudských proteínov [48]. Integračná epigenomická analýza osteosarkómu zahŕňajúca bunky U2OS identifikovala 350 génov s konkordantnými genetickými a epigenetickými aberáciami, čím sa posunulo chápanie regulačného prostredia riadiaceho progresiu kostných nádorov [49]. Expresia proteínov v bunkových mikročipoch bola tiež vyhodnotená pomocou buniek U2OS zakomponovaných do agarózových matríc, čo umožnilo simultánne profilovanie viacerých bunkových línií vo formáte tkanivového mikročipu [50]. Včasné reakcie markerov buniek U2OS na extrakty z xenogénneho kostného štepu potiahnutého kyselinou hyalurónovou boli charakterizované pomocou qRT-PCR: RUNX2 bol upregulovaný 2,61-násobne (p = 0,01), zatiaľ čo u COL1A1 nebol zaznamenaný žiadny významný účinok a pozorované rozdiely v metabolickej aktivite nezostali významné ani po korekcii FDR [51]. Autori opisujú štúdiu ako prieskumnú a vyzývajú na jej validáciu na primárnych bunkách a v in vivo modeloch.

Záver

U2OS (CVCL_0042) je mimoriadne univerzálna ľudská bunková línia osteosarkómu, ktorá prispela k zásadným pokrokom vo výskume kostných novotvarov, biológii opravy DNA, vede o cirkadiánnych rytmoch, farmakológii endocytózy a rozsiahlemu omickému profilovaniu. Jej divoký typ génu TP53, adhezívna epiteliálna morfológia, rýchly čas zdvojnásobenia a podrobná multi-omická charakterizácia z nej robia výnimočne dobre podložený experimentálny model. Od raných štúdií typizácie HLA až po súčasné funkčné skríningy založené na CRISPR a profilovanie liekov metódou Cell Painting sa U2OS neustále prispôsobovala potrebám biomedicínskej výskumnej komunity. Pre výskumníkov, ktorí hľadajú spoľahlivý a rozsiahlo zdokumentovaný model pre biológiu osteosarkómu, reguláciu bunkového cyklu, reakciu na poškodenie DNA alebo vysokokapacitné skríningy zlúčenín, bude U2OS nenahraditeľným nástrojom. Prezrite si kompletné špecifikácie alebo si objednajte bunky U2OS priamo na cytion.com.

Kľúčové publikácie

1. Pontén J, Saksela E (1967) Dve etablované in vitro bunkové línie z ľudských mezenchýmových nádorov. International journal of cancer. PMID: 6081590
2. Fogh J (1986) Ľudské nádorové línie pre výskum rakoviny. Cancer investigation. PMID: 3518877
3. Fogh J, Wright WC, Loveless JD (1977) Absencia kontaminácie bunkami HeLa v 169 bunkových líniách odvodených z ľudských nádorov. Journal of the National Cancer Institute. PMID: 833871
4. Espmark JA, Ahlqvist-Roth L, Särne L (1978) Tkanivové typizovanie buniek v kultúre. III. HLA antigény etablovaných ľudských bunkových línií. Tkanivové antigény. PMID: 77569
5. Pollack MS, Heagney SD, Livingston PO (1981) Expresia aloantigénov HLA-A, B, C a DR na štyridsiatich šiestich kultivovaných ľudských nádorových bunkových líniách. Journal of the National Cancer Institute. PMID: 7017212
6. Pautke C, Schieker M, Tischer T (2004) Charakterizácia bunkových línií osteosarkómu MG-63, Saos-2 a U-2 OS v porovnaní s ľudskými osteoblastmi. Anticancer research. PMID: 15736406
7. Kleiblová P, Shaltiel IA, Benada J (2013) Mutácie PPM1D/Wip1 s ziskom funkcie narušujú kontrolný bod G1 závislý od p53. The Journal of Cell Biology. PMID: 23649806
8. Ozaki T, Neumann T, Wai D (2003) Chromozómové zmeny v bunkových líniách osteosarkómu odhalené pomocou komparatívnej genómovej hybridizácie a viacfarebného karyotypovania. Cancer genetics and cytogenetics. PMID: 12645653
9. Selvarajah S, Yoshimoto M, Maire G (2007) Identifikácia skrytých mikroaberácií v osteosarkóme pomocou komparatívnej genómovej hybridizácie s vysokorozlíšiteľným oligonukleotidovým čipom. Cancer Genetics and Cytogenetics. PMID: 17981215
10. Ottaviano L, Schaefer KL, Gajewski M (2010) Molekulárna charakterizácia bežne používaných bunkových línií pre výskum kostných nádorov: celoeurópska iniciatíva EuroBoNet. Gény, chromozómy a rakovina. PMID: 19787792
11. Masuda H, Miller C, Koeffler HP (1987) Reorganizácia génu p53 v ľudských osteogénnych sarkómoch. Zborník Národnej akadémie vied Spojených štátov amerických. PMID: 2823272
12. Diller L, Kassel J, Nelson CE (1990) p53 funguje ako proteín regulujúci bunkový cyklus v osteosarkómoch. Molekulárna a bunková biológia. PMID: 2233717
13. Mohseny AB, Machado I, Cai Y (2011) Funkčná charakterizácia bunkových línií osteosarkómov poskytuje reprezentatívne modely na štúdium tohto ochorenia u ľudí. Laboratórne vyšetrovanie; časopis o technických metódach a patológii. PMID: 21519327
14. Müller CR, Paulsen EB, Noordhuis P (2007) Možnosti liečby liposarkómov pomocou antagonistu MDM2 Nutlin-3A. International Journal of Cancer. PMID: 17354236
15. Barretina J, Caponigro G, Stransky N (2012) Encyklopédia rakovinových bunkových línií umožňuje prediktívne modelovanie citlivosti na protinádorové lieky. Nature. PMID: 22460905
16. Niforou KM, Anagnostopoulos AK, Vougas K (2008) Proteómový profil buneckej línie U2OS ľudského osteosarkómu. Cancer genomics & proteomics. PMID: 18359981
17. Johansson C, Johansson M, Kasi PB (2026) Farbenie buniek a termálne proteomické profilovanie na odvodenie cieľov liekov a mechanizmu účinku. Molecular systems biology. PMID: 42141265
18. Yu M, Selvaraj SK, Liang-Chu MM (2015) Zdroj informácií pre autentifikáciu, anotáciu a kontrolu kvality bunkových línií. Nature. PMID: 25877200
19. Yang C, Ma Y, Shen W (2026) Lenvatinib indukuje zmeny súvisiace s ferroptózou v bunkách osteosarkómu, do ktorých je zapojená os p-STAT3/p53/xCT. Frontiers in oncology. PMID: 42294277
20. Guma SR, Lee DA, Yu L (2014) Terapia prirodzenými zabíjačskými bunkami a aerosólový interleukín-2 na liečbu pľúcnych metastáz osteosarkómu. Pediatric blood & cancer. PMID: 24136885
21. Teicher BA, Polley E, Kunkel M (2015) Skríning onkologických liekov a experimentálnych látok na bunkových líniách sarkómov identifikuje vzory spojené s expresiou génov a mikroRNA. Molecular Cancer Therapeutics. PMID: 26351324
22. Iorio F, Knijnenburg TA, Vis DJ (2016) Prehľad farmakogenomických interakcií pri rakovine. Cell. PMID: 27397505
23. Xue W, Wang Y, Smirnova AV (2026) miR-16-1-3p potláča proliferáciu a invazívnosť prostredníctvom osi MDM2-p53 v TGF-β1 signálnej dráhe pri osteosarkóme. Molekulárna terapia. Onkológia. PMID: 42318056
24. Giacchi L, Ucci A, Zelli V (2026) Vplyv extracelulárnych vezikúl pochádzajúcich z osteoblastov na transkripčný profil buniek osteosarkómu: Úloha transportovaných miRNA. Biomedicines. PMID: 42193365
25. Hu X, Wang Q, Lin S (2026) Transkriptomika na úrovni jednotlivých buniek odhaľuje glykolytickú heterogenitu a identifikuje STC2 ako kľúčového regulátora metabolického preprogramovania pri osteosarkóme. Molekulárna a bunková biochémia. PMID: 42166004
26. Płódowska M, Drzazga D, Węgierek-Ciuk A (2026) Hodnotenie variácií reakcie jednotlivých ľudských buniek na poškodenie DNA pri vystavení fotónovému žiareniu. Radiation and environmental biophysics. PMID: 42301301
27. Salawu A, Wright K, Al-Kathiri A (2018) Výmena sesterských chromatíd a genomická nestabilita pri sarkómoch mäkkých tkanív: potenciálne dôsledky pre odpoveď na liečbu poškodzujúcu DNA. Sarkóm. PMID: 29853780
28. Goold R, Donaldson J, Gidney F (2026) Genetická alebo farmakologická disrupcia väzbovej kapsy MSH3 Y245/K246 IDL spomaľuje expanziu CAG-opakovaní. NAR molekulárna medicína. PMID: 42317610
29. Ma Y, Farny NG (2026) TSC2 je supresor stresových granúl. bioRxiv. Predtlač – neprešlo recenziou. PMID: 42239325
30. Bignell GR, Greenman CD, Davies H (2010) Známky mutácie a selekcie v genóme rakoviny. Nature. PMID: 20164919
31. Rothenberg SM, Mohapatra G, Rivera MN (2010) Genomové skríningové vyšetrenie mikrodelecií odhaľuje narušenie génov polaritného komplexu v rôznych typoch ľudských rakovín. Cancer research. PMID: 20215515
32. Kalyanaraman B, Ganesh D, Kunte VA (2026) c-MYC sa transkribuje cirkadiánnym spôsobom a pôsobí ako narušiteľ biologických hodín, pričom načasovanie jeho pôsobenia minimalizuje jeho vplyvy. bioRxiv. Predtlač – neprešlo recenziou. PMID: 42244582
33. Jones NC, Robertson MJ, Odell LR (2026) Zlúčeniny sulfonadynu: trieda arylsulfonamidov, ktoré inhibujú dynaminovú GTPázu a endocytózu sprostredkovanú klatrínom a vykazujú antiepileptické účinky v zvieracích modeloch. ACS Chemical Biology. PMID: 42313002
34. O'Brien NS, Ghods A, Xue J (2025) Od bolinachinónu, morského hydroxychinónového seskviterpénu, po naftochinóny s inhibičnými účinkami na klatrín. RSC medicinal chemistry. PMID: 41884311
35. Sitarska E, Saminathan A, Scanavachi G (2026) Nahé antisense oligonukleotidy zostávajú sekvestrované v endolizozómoch napriek indukovanému poškodeniu membrány. bioRxiv. Predtlač – neprešlo recenziou. PMID: 42182263
36. Khan A, Mella RM, Villacé P (2026) In vitro hodnotenie aktivity súvisiacej s GLP-1R u udržateľného štandardizovaného extraktu z bergamotu vo fosfolipidovej forme. Biomedicines. PMID: 42193436
37. Weaver L, Alexeyev MF (2026) Vylepšená metóda na generovanie transmitochondriálnych cybridov. Cells. PMID: 42193905
38. Beck M, Schmidt A, Malmstroem J (2011) Kvantitatívny proteóm ľudskej buneckej línie. Molecular systems biology. PMID: 22068332
39. Geiger T, Wehner A, Schaab C (2012) Komparatívna proteomická analýza jedenástich bežných bunkových línií odhaľuje všadeprítomnú, ale variabilnú expresiu väčšiny proteínov. Molecular & cellular proteomics. PMID: 22278370
40. Bausch-Fluck D, Hofmann A, Bock T (2015) Atlas proteínov na povrchu buniek odvodený z hmotnostnej spektrometrie. PloS one. PMID: 25894527
41. Boegel S, Löwer M, Bukur T (2014) Katalóg typov HLA, expresie HLA a kandidátov na neoepitopy v ľudských rakovinových bunkových líniách. Oncoimmunology. PMID: 25960936
42. Scholtalbers J, Boegel S, Bukur T (2015) TCLP: online katalóg rakovinových bunkových línií integrujúci typy HLA, predpokladané neoepitopy, vírusy a génovú expresiu. Genome medicine. PMID: 26589293
43. Li J, Zhao W, Akbani R (2017) Charakterizácia ľudských rakovinových bunkových línií pomocou proteínových polí s reverznou fázou. Cancer Cell. PMID: 28196595
44. Gonçalves E, Poulos RC, Cai Z (2022) Pan-rakovinová proteomická mapa 949 ľudských bunkových línií. Cancer Cell. PMID: 35839778
45. Klijn C, Durinck S, Stawiski EW (2015) Komplexný transkripčný profil ľudských rakovinových bunkových línií. Nature biotechnology. PMID: 25485619
46. Ghandi M, Huang FW, Jané-Valbuena J (2019) Charakterizácia Encyklopédie rakovinových bunkových línií novej generácie. Nature. PMID: 31068700
47. Nusinow DP, Szpyt J, Ghandi M (2020) Kvantitatívna proteomika Encyklopédie rakovinových bunkových línií. Cell. PMID: 31978347
48. Chernobrovkin AL, Zubarev RA (2014) Detekcia vírusových proteínov v ľudských bunkových líniách pomocou xenoproteomiky: odstránenie poslednej platnej výhovorky pre nevykonávanie testovania všetkých súborov údajov o bunkovom proteóme na prítomnosť vírusových proteínov. PloS one. PMID: 24618588
49. Kresse SH, Rydbeck H, Skårn M (2012) Integratívna analýza odhaľuje vzťahy medzi genetickými a epigenetickými zmenami pri osteosarkóme. PloS one. PMID: 23144859
50. Andersson AC, Strömberg S, Bäckvall H (2006) Analýza expresie proteínov v bunkových mikročipoch: nástroj pre proteomiku založenú na protilátkach. The Journal of Histochemistry and Cytochemistry. PMID: 16957166
51. Mayer Y, Abu Sada H, Zigdon Giladi H (2026) Včasné reakcie osteogénnych a stromálnych markerov u osteoblastových a stromálnych buniek kostnej drene na xenogénny kostný štep potiahnutý kyselinou hyalurónovou: exploračná in vitro analýza. Dentistry Journal. PMID: 42187668
52. Grant GD, Brooks L 3rd, Zhang X (2013) Identifikácia génov regulovaných bunkovým cyklom, ktoré sa periodicky exprimujú v bunkách U2OS, a ich regulácia transkripčnými faktormi FOXM1 a E2F. Molekulárna biológia bunky. PMID: 24109597
53. Wang F, Wu P, Qin S (2021) Curcin C inhibuje proliferáciu buniek osteosarkómovej línie U2OS prostredníctvom apoptózy indukovanej reaktívnymi formami kyslíka (ROS), autofágie a zastavenia bunkového cyklu aktiváciou signálnej dráhy JNK. International journal of biological macromolecules. PMID: 34896468
54. Chen S, Jin Z, Dai L (2017) Aloperín indukuje apoptózu a inhibuje inváziu v ľudských osteosarkómových bunkách MG-63 a U2OS. Biomedicína a farmakoterapia. PMID: 29080457
55. Chen JM, Zhang J, Xia YM (2018) Metabolit prírodného sladidla steviol inhibuje proliferáciu buniek ľudského osteosarkómu z buneckej línie U2OS. Oncology letters. PMID: 29552164
56. Kasiram MZ, Hapidin H, Abdullah H (2022) Kyselina tanínová zvyšuje účinok cisplatiny na proliferáciu buniek a apoptózu v bunke ľudského osteosarkómu (U2OS). Pharmacological reports. PMID: 34652600
57. Erdogan MK, Usca AB (2025) Kyselina gallová zvyšuje olaparibom indukovanú bunkovú smrť a zmierňuje rezistenciu voči olaparibu v ľudskej bunkovej línii osteosarkómu U2OS. Current issues in molecular biology. PMID: 39996825
58. Bryan TM, Englezou A, Dalla-Pozza L (1997) Dôkazy o alternatívnom mechanizme udržiavania dĺžky telomér v ľudských nádoroch a nádorových bunkových líniách. Nature Medicine. PMID: 9359704
59. Burke TM, Markwald RR, McHill AW (2015) Vplyv kofeínu na ľudské cirkadiánne hodiny in vivo a in vitro. Science Translational Medicine. PMID: 26378246
60. Tamai TK, Nakane Y, Ota W (2018) Identifikácia modulátorov cirkadiánnych hodín z existujúcich liekov. EMBO Molecular Medicine. PMID: 29666146
61. Cellosaurus. U2OS (CVCL_0042). SIB Swiss Institute of Bioinformatics. Dostupné na: https://www.cellosaurus.org/CVCL_0042 (prístup 11. augusta 2026)