Celice CHO-K1: Osnovni element pri uporabi v biotehnoloških raziskavah
CeliceCHO-K1 so derivat celične linije jajčnikov kitajskega hrčka (CHO). V industrijski biotehnologiji se pogosto uporabljajo za proizvodnjo biofarmacevtikov in drugih rekombinantnih beljakovin. Poleg tega se celična linija CHO-K1 uporablja tudi v toksikoloških raziskavah. Raziskovalci genetsko manipulirajo te celice, da bi izboljšali glikozilacijo, zmanjšali apoptozo in povečali splošno produktivnost.
V tem članku boste spoznali skoraj vse dragoceno znanje o celični liniji CHO-K1, ki vam lahko olajša delo z njo. Natančneje bo zajemal:
- Izvor in splošne značilnosti: Celice CHO-K1
- Celično linijo CHO-K1: Informacije o gojenju
- Prednosti in omejitve celic CHO-K1
- Uporaba celične linije CHO-K1 v raziskavah
- Celice CHO-K1: Raziskovalne publikacije
- Viri za celično linijo CHO-K1: Viri, protokoli, videoposnetki in drugo
1.izvor in splošne značilnosti: Celice CHO-K1
Splošne značilnosti in izvor celične linije določajo njeno uporabo v raziskavah. V tem razdelku boste spoznali izvor in značilnosti znane celične linije CHO-K1. Spoznali boste: Od kod izvira celica CHO-K1? Kako velike so celice CHO-K1? Kakšna je polna oblika celične linije CHO-K1? Kakšna je morfologija celic CHO-K1?
- CHO-K1 ali celična linija K1 jajčnika kitajskega hrčka je podklon starševskih celic CHO, ki izvirajo iz biopsije jajčnika odrasle samice kitajskega hrčka iz leta 1957. Originalno celično linijo je razvil T. T. Puck s sodelavci na Medicinski fakulteti Univerze v Koloradu, Denver, ZDA [1].
- Celična linija CHO-K1 ima epitelijam podobno morfologijo.
- Premer celic CHO-K1 je približno 0,001 milimetra. Zanimivo je, da so celice na začetku velike, vendar se sčasoma zmanjšajo.
- Genom CHO-K1 je sestavljen iz podobnega števila kromosomov kot človeške celice. Imajo diploidne kariotipe in le manj kromosomskih nepravilnosti.
Celična linija CHO-K1 v primerjavi s celično linijo CHO-S
Obe celični liniji sta derivata CHO. Razlikujeta se v načinu rasti in razmnoževanja teh celic. Celice CHO-S so prilagojene za rast v kulturah, medtem ko je CHO-K1 mogoče gensko manipulirati za proizvodnjo adherentnih in suspenzijskih celic.
2.celična linija CHO-K1: Informacije o gojenju
Celična linija CHO-K1 se pogosto uporablja v industrijskih biotehnoloških raziskavah. To so celične linije, ki se zlahka vzdržujejo. Poznavanje ključnih točk gojenja celic CHO-K1 vam lahko olajša delo. To poglavje vam bo pomagalo pri učenju: Ali so celice CHO-K1 adherentne? Kolikšen je čas podvojitve celic CHO-K1? Katera gojišča se uporabljajo za gojenje celic CHO? Kakšna je gostota naselitve celic CHO-K1?
Ključne točke za gojenje celic CHO-K1
|
Čas podvojitve populacije: |
CHO-K1 podvoji približno 22 ur. |
|
Prilepljene ali v suspenziji: |
Celice CHO-K1 so adherentne. Vendar jih je mogoče genetsko spremeniti v suspenzijske celice CHO-K1. |
|
Gostota naselitve: |
Gostota naselitve celic CHO-K1 je 1 x104 celic/cm2. Pri tej gostoti lahko celice v približno 6 dneh ustvarijo konfluentno plast. Za adherentne celice celice speremo z 1 x PBS in inkubiramo 8 do 10 minut pri sobni temperaturi. Disociirane celice dodamo v sveže gojišče in centrifugiramo. Zbrane celice se resuspendirajo in prelijejo v novo erlenmajerico za rast. |
|
Gojišče za rast: |
Za gojenje celic CHO-K1 se uporablja rastno gojišče Ham's F12, dopolnjeno z 10 % FBS, 1,0 mM stabilnega glutamina, 1,0 mM natrijevega piruvata in 1,1 g/L NaHCO3. Medij je treba zamenjati 2 do 3-krat na teden. |
|
Pogoji rasti: |
Kultura CHO-K1 se hrani v vlažnem inkubatorju pri 37 °C s 5-odstotnim dovajanjem CO2. |
|
Shranjevanje: |
Zamrznjene celice CHO-K1 shranjujemo pri temperaturi pod -150 °C ali v parni fazi tekočega dušika. |
|
Postopek zamrzovanja in medij: |
Za zamrzovanje celic CHO-K1 se uporabljajo mediji za zamrzovanje CM-1 ali CM-ACF. Za zamrzovanje celic CHO-K1 se uporablja počasen postopek zamrzovanja, ki omogoča postopen padec temperature za 1 °C. |
|
Postopek odtaljevanja: |
Zamrznjene celice CHO-K1 hranimo v vodni kopeli pri 37 °C, dokler ne ostane majhen ledeni skupek. Odtajanim celicam dodamo sveže gojišče in jih prelijemo v novo bučko z gojiščem v gostoti 5 x104 celic/cm2. Celice potrebujejo skoraj 24 do 48 ur, da ustrezno oživijo. |
|
Raven biološke varnosti: |
S kulturami CHO-K1 ravnamo in jih vzdržujemo v laboratorijih 1. stopnje biološke varnosti. |
3.prednosti in omejitve celic CHO-K1
CHO-K1 je neprecenljivo raziskovalno orodje. Zaradi edinstvene kombinacije prednosti in omejitev se razlikuje od drugih celičnih linij. V tem razdelku je obravnavanih nekaj prednosti in slabosti celične linije CHO-K1.
Prednosti
Glavne prednosti celične linije CHO-K1 so:
|
Možnost transfekcije |
Celice CHO-K1 se pogosto uporabljajo v študijah transfekcije. Z različnimi fizikalnimi in kemičnimi postopki jih je mogoče transfekirati prehodno in stabilno. Zaradi visoke sposobnosti transfekcije se celice CHO-K1 pogosto uporabljajo za proizvodnjo rekombinantnih beljakovin in drugih biofarmacevtskih izdelkov. |
|
Hitra rast in enostavno gojenje |
Čas podvojitve celic CHO-K1 je le 22 ur, zato imajo visoko stopnjo rasti in so idealne za uporabo v industrijski biotehnologiji. Poleg tega so zaradi prilagajanja suspenziji CHO-K1 uporabne za proizvodnjo velikih količin biofarmacevtskih izdelkov. Poleg tega jih je enostavno gojiti in vzdrževati v laboratorijih ter ne zahtevajo zahtevnih pogojev in postopkov gojenja. |
|
Nizka pogostost kromosomskih nepravilnosti |
CHO-K1 je dobro opisan in uveljavljen modelni sistem. Genom CHO-K1 je stabilen in ima le malo kromosomskih nepravilnosti. Zato so idealni gostitelji za proizvodnjo rekombinantnih beljakovin. |
Omejitve
Navajamo nekaj omejitev celične linije CHO-K1:
|
Nečloveški izvor |
Čeprav so celice CHO-K1 sposobne izvajati človeku podobne vzorce glikozilacije, niso človeškega izvora. To je lahko zaskrbljujoče pri preučevanju visoko specifičnih človeških celičnih procesov in imunogenosti terapevtskih sredstev. |
|
Heterogenost |
Celice CHO-K1 imajo lahko znotraj iste populacije nekoliko različne genetske značilnosti, kar povzroča genetsko heterogenost. To lahko vpliva na celične funkcije in povzroči spremenljivost ravni izražanja beljakovin, kar lahko vpliva na ponovljivost rezultatov poskusov. |
4.uporaba celične linije CHO-K1 v raziskavah
Celična linija CHO-K1 ima številne možnosti uporabe v industrijski biotehnologiji in toksikoloških raziskavah. V nadaljevanju smo obravnavali nekatere posebne.
- Proizvodnja rekombinantnih beljakovin: Celice CHO-K1 so neprecenljivo raziskovalno orodje za proizvodnjo rekombinantnih beljakovin, vključno s protitelesi, terapevtskimi beljakovinami in encimi. Njihova visoka stopnja rasti in enostavni pogoji gojenja pomagajo pri proizvodnji velikih količin rekombinantnih proteinov s pravilnim prepogibanjem in glikozilacijo. V študiji, ki jo je izvedla Kritika Gupta, so na primer uporabili celice CHO-K1 in jih stabilno transficirali za proizvodnjo rekombinantnega monoklonskega protitelesa proti tumorskemu nekroznemu faktorju alfa (TNF-α) [2]. Proizvodnja protiteles CHO K1 je precej zanesljiva in priročna. Raziskovalci te celice tudi spreminjajo za boljšo proizvodnjo protiteles CHO K1. V neki študiji so na primer genetsko manipulirali celice CHO-K1 za proizvodnjo protiteles z visokim deležem a-fukoziliranih N-glikanov, vezanih na Fc, kar je pomembno za njihovo efektorsko funkcijo [3].
- Toksikološke raziskave: Celice CHO-K1 se pogosto uporabljajo za odkrivanje zdravil in presejalne teste. Uporabljamo jih lahko za ocenjevanje toksičnosti in učinkovitosti potencialnih zdravil. Poleg tega raziskovalci uporabljajo celice CHO-K1 za raziskovanje interakcij med zdravili in tarčami ter preučevanje presnove zdravil. Opravljenih je bilo več študij za oceno možnih terapevtskih učinkov rastlinskih izvlečkov, spojin, nanodelcev, terapevtskih proteinov in drugih snovi z uporabo celične linije CHO-K1. Podobna raziskava je bila opravljena leta 2022, v kateri so raziskovalci merili citotoksični potencial rastlinskih izvlečkov, bogatih s flavonoidi, v celicah CHO-K1 [4]. Podobno je bilo v raziskavi, ki jo je izvedel Ryan Deweese s sodelavci, ocenjeno citotoksično delovanje izvlečkov Baptisia australis, Trifolium pratense in Rubus idaeus na celicah CHO-K1 ovarijev kitajskega hrčka [5].
5.celice CHO-K1: Raziskovalne publikacije
V nadaljevanju je navedenih nekaj zanimivih raziskovalnih publikacij o celicah CHO-K1.
Ta študija, objavljena v reviji Molecular Biology Reports (2023), predlaga pozitivne učinke prekomerne izražanja gena SIRT6 na viabilnost celic CHO-K1 in izražanje protiteles.
Ta objava je objavljena v Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers (2021). Ugotovitve raziskave navajajo potencial CRISPR-Cas13d za gensko spreminjanje celic CHO-K1 za izboljšano proizvodnjo protiteles glede kakovosti in količine.
V tem raziskovalnem članku iz revije Nature Scientific Reports (2018) je maltoza predlagana kot obetaven vir energije za gojenje celic CHO-K1 v brezbeljakovinskem gojišču in izboljšanje proizvodnje rekombinantnih monoklonskih protiteles.
V tej študiji v indonezijski reviji Cancer Chemoprevention (2018) so na celicah CHO-K1 ocenili potencialne citotoksične in antigenotoksične učinke etanolnega izvlečka črnega popra samostojno in v kombinaciji z doksorubicinom.
Ta raziskava je bila objavljena v reviji The Nucleus leta 2019. V njej so raziskovalci ocenili citotoksični in genotoksični potencial srebrovih nanodelcev v celični liniji CHO-K1.
6.viri za celično linijo CHO-K1: Viri: protokoli, videoposnetki in drugo
CHO-K1 je znana celična linija. Tukaj so navedeni razpoložljivi viri, ki vključujejo protokole gojenja in transfekcije CHO-K1.
- Transfekcija CHO-K1: Ta povezava opisuje protokol transfekcije CHO-K1. To je vodnik po korakih za transfekcijo plazmidne DNK v celice CHO-K1 z uporabo reagenta Lipofectamine LTX.
- Navodila za transfekcijo CHO-K1: V tem videoposnetku je podrobno razložen postopek prehodne transfekcije CHO-K1.
Tukaj je nekaj virov, ki opisujejo protokol celične kulture za celice CHO-K1.
- Celice CHO-K1: Ta spletna povezava vsebuje koristne informacije o celicah CHO-K1, vključno z receptom za gojišče CHO-K1, subkultiviranjem in protokolom odmrzovanja.
Reference
- Gamper, N., J.D. Stockand in M.S. Shapiro, The use of Chinese hamster ovary (CHO) cells in the study of ion channels. J Pharmacol Toxicol Methods, 2005. 51(3): p. 177-85.
- Gupta, K., et al., A Stable CHO K1 Cell line for producing recombinant monoclonal antibody against TNF-α. Molekularna biotehnologija, 2021. 63(9): p. 828-839.
- Popp, O., et al. Development of a pre-glycoengineered CHO-K1 host cell line for the expression of antibodies with enhanced Fc mediated effector function. in MAbs. 2018. Taylor & Francis.
- Kurchatova, M., et al., Cytotoxicity of Flavonoid-Containing Plant Extracts towards the CHO Cell Line: a Comparative Study. Cell and Tissue Biology, 2022. 16(1): p. 80-85.
- Deweese, R., et al., Cytotoxic Effects of Trifolium pratense, Baptisia australis, and Rubus idaeus Extracts on CHO-K1 Cells (Citotoksični učinki izvlečkov Trifolium pratense, Baptisia australis in Rubus idaeus na celice CHO-K1 ). GSC Advanced Research and Reviews, 2021. 8(1): p. 128-139.