Objavljeno: 2023 | Zadnji pregled: maj 2026

Celice HEK293: temelj sodobnega celičnega raziskovanja in biotehnologije

Človeške embrionalne ledvične celice 293 (HEK293) so linija človeških embrionalnih ledvičnih celic, ki je v znanstveni skupnosti pridobila široko priljubljenost zaradi svoje vsestranskosti in uporabnosti v številnih raziskovalnih aplikacijah. Celična linija je bila ustanovljena v zgodnjih 70. letih prejšnjega stoletja in se od takrat uporablja za razvoj cepiv, raziskave raka, testiranje zdravil in signalno transdukcijo. Ta blogov prispevek bo raziskal vse vidike celične linije HEK293, vključno z njenim izvorom, informacijami o kultiviranju, prednostmi in slabostmi, uporabami in viri.

Celice HEK293: splošne informacije in izvor

Kaj so celice HEK293?

Celice HEK293 so linija človeških embrionalnih ledvičnih celic, pridobljenih iz ledvičnega tkiva prostovoljno prekinjenega človeškega zarodka neznanega porekla. Celice je v zgodnjih 70. letih 20. stoletja vzpostavil nizozemski biolog Alex Van der Eb. Kasneje jih je raziskovalec Frank Graham imortaliziral s transformacijo s skrajšanim adenovirusom 5.

Sprva se je zdelo, da bo transformacija celic težavna. Vendar pa je po mnogih neprekinjenih prizadevanjih prišlo do rasti celic iz izoliranega posameznega transformiranega klona [1]. Transfekcija celic z adenovirusom 5 je pripeljala do vključitve genov E1A in E1B v genom celice, kar preprečuje celično smrt in omogoča obilno proizvodnjo beljakovin. Pred nesmrljivostjo fetalne ledvične celice niso bile ustrezno karakterizirane, zato njihov natančen celični tip ni znan.

Embrionalne ledvice so sestavljene iz endotelnih, epitelnih in fibroblastnih celic, zato celice HEK 293 verjetno pripadajo tem celicam. Vendar pa mRNA in geni kažejo, da so to nevronske celice. Možno je, da je dodatek Ad5 spremenil celični fenotip in izražanje genov. Zanimivost: Številka »293« v imenu HEK293 se nanaša na 293. poskus, ki ga je izvedel Graham.

Zanimivost: Številka »293« v imenu HEK293 se nanaša na 293. poskus, ki ga je izvedel Graham.

Značilnosti celic HEK293

• Morfologija
• Velikost celic
• Genom in ploidija (število kromosomov)

Celice HEK293 imajo obliko, ki spominja na epitelne celice. Embrionalne ledvice so sestavljene predvsem iz fibroblastov, endotelnih in epitelnih celic. Zato celice 293 po obliki spominjajo na enega od teh tipov celic.

Velikost celic HEK 293 znaša med 11 in 15 µm, na kar lahko vplivajo pogoji gojenja. V kulturi se celice lahko zdijo sploščene, če rastejo na površini, ali zaobljene, če so v suspenziji. Celice HEK293 so hipotriploide, približno 30 % celic HEK293 pa ima modalno ploidijo 64 kromosomov, nekatere celice pa imajo še več kromosomov. Celice imajo tudi tri kopije kromosoma X in fragment adenovirusa 5 dolžine 4 kilobaznih parov, vgrajen v kromosom 19.

Primerjava celičnih linij HEK293 in HEK293T

Iz starševskih celic HEK 293 je bilo pridobljenih veliko derivatov, kot sta na primer pogosta derivata celic 293, celici HEK293T in HEK293F. Celice HEK293T so eden najbolj razširjenih derivatov in so bile ustvarjene z vključitvijo na temperaturo občutljivega mutanta T-antigena SV40 v izvorni genom celic HEK 293. Ekspresija T-antigena omogoča replikacijo plazmidov z izvorom replikacije SV40, ko se transfektirajo v celice 293-T, kar vodi do povečane proizvodnje rekombinantnih proteinov [2]. Za več informacij o derivatih celične linije HEK, vključno z njihovim razvojem in značilnostmi, si oglejte ta pregledni članek.

Osnove gojenja celic HEK293: vodnik po korakih

Pogoji

Informacije

Čas podvojitve populacije

Čas podvojitve celic linije HEK293 znaša od 24 do 45 ur, s povprečjem 30 ur.

Adherentne ali suspenzijske kulture

Celice HEK293 se lahko gojijo tako v adhezivni kot v suspenzijski obliki. Adhezivne celice rastejo kot monosloji, medtem ko suspenzijske kulture rastejo kot sferoidi.

Gostota sejanja

Celice razdelite pri 80–90 % konfluenci med fazo rasti. Celice odstranite z uporabo Accutase in jih posejte v gostoti od 1 do 4 x 104 celic/cm2. Pri gostoti posejanja 1 x 104 celic/cm2 se bo v 4 dneh oblikoval konfluenten sloj.

Rastno gojišče

Rastite v minimalnem esencialnem mediju Eagle (EMEM) z 2 mM L-glutamina in 10 % fetalnega govejega seruma (FBS). Medij zamenjajte dvakrat na teden.

Pogoji rasti (temperatura, CO2)

Za optimalno rast jih hranite v vlažnem inkubatorju pri 37 °C z 5 % dovodom CO2.

Shranjevanje

Za dolgoročno shranjevanje shranjujte v plinski ali tekoči fazi tekočega dušika. Izogibajte se shranjevanju v zamrzovalniku pri -80 °C, saj to lahko vpliva na vitalnost celic.

Postopek zamrzovanja in gojišče

Za najboljše ohranjanje uporabite metodo počasnega zamrzovanja. Zamrzujte v mediju za zamrzovanje CM-1 ali CM-ACF, ki je na voljo pri CLS.

Postopek odmrzovanja

Zamrznjene celice odmrzujte v vodni kopeli pri 37 °C 1–2 minuti, dokler ne ostane le majhen kepec ledu. Suspenzijo celic prenesite v centrifugirno epruveto, dodajte predhodno ogreto gojišče in centrifugirajte, da odstranite sestavine sredstva za zamrzovanje. Pelet celic ponovno suspendirajte v svežem gojišču in gojite v optimalnih pogojih.

Raven biološke varnosti

Celice HEK293 zahtevajo ravnanje na ravni biološke varnosti 1.

Nakupite celice HEK293 za svoje raziskave

Za vaše revolucionarne raziskave upoštevajte naše celice HEK293, znane po svoji vsestranskosti v študijah genske ekspresije in razvoju cepiv, ter njihove derivate, kot so HEK293T, HEK293, prilagojene za suspenzijo, HEK293T/17, AAV-293 in 2V6.11. Odkrijte več in izboljšajte svoje poskuse z raziskovanjem naše ponudbe izdelkov tukaj.

Celična linija HEK293 v raziskavah in industriji

Uporaba celic HEK293 je raznolika in pomembna. Pogosto se uporabljajo kot sistem za izražanje in proizvodnjo rekombinantnih beljakovin. Zaradi človeškega izvora so beljakovine, proizvedene v teh celicah, po strukturi in funkciji verjetno bolj podobne svojim naravnim človeškim prototipom, kar je ključnega pomena za terapevtske namene.

Poleg tega se celice HEK293 pogosto uporabljajo pri raziskovanju funkcije in regulacije genov, saj zlahka sprejemajo tujo DNK, kar jih naredi odličen model za genetsko manipulacijo. Te celice imajo ključno vlogo tudi pri proizvodnji adenoviralnih vektorjev, ki se uporabljajo v genski terapiji in razvoju cepiv, vključno s hitro proizvodnjo cepiv proti COVID-19.

Proizvodnja cepiv in beljakovin: Celice HEK 293 so primerne za proizvodnjo beljakovin in terapevtskih cepiv v velikem obsegu. Celicna linija se nadalje uporablja za ustvarjanje virusnih vektorjev, kot so adeno-asociirani in adenovirni vektorji. V zadnjem času se celice HEK293 uporabljajo za proizvodnjo ključnega rekombinantnega proteina, eritropoetina (EPO).

Testiranje zdravil: Celice HEK293 se pogosto uporabljajo za testiranje toksičnosti zdravil in naravnih proizvodov.

Raziskave raka: Celice 293 so tumorogene, ključne spremembe v izražanju genov pa lahko poslabšajo nastanek tumorjev v tej celični liniji. Zato se celična linija 293 pogosto uporablja v raziskavah raka za razumevanje osnovnih molekularnih mehanizmov in razvoj zdravil.

Študije transfekcije: Transfekcija je proces vnašanja nukleinskih kislin v celice, celice HEK293 pa so za ta proces še posebej primerne. Več o tej temi je pojasnjeno spodaj.

Vloga HEK293 pri proizvodnji cepiv in beljakovin

Pri proizvodnji cepiv so celice HEK293 odigrale ključno vlogo pri razvoju cepiv na osnovi adenovirusa. Njihova sposobnost rasti v suspenzijskih kulturah omogoča prilagodljive procese, ki so ključni za zadovoljitev globalnega povpraševanja po cepivih. Poleg tega njihov človeški izvor pomeni prednost pred drugimi celičnimi linijami, saj lahko izvajajo posttranslacijske modifikacije, podobne človeškim, kar zagotavlja biološko učinkovitost proizvedenih cepiv.

Vsestranskost celic HEK293 se razteza tudi na proizvodnjo kompleksnih beljakovin, vključno z monoklonskimi protitelesi in podobnimi biološkimi zdravili, ki se uporabljajo pri zdravljenju raka, avtoimunskih bolezni in drugih bolezni. Njihova sposobnost natančnega zlaganja in modifikacije beljakovin jih naredi za priljubljeno izbiro v industriji proizvodnje rekombinantnih beljakovin.

Zakaj se celice HEK293 uporabljajo za transfekcijo?

Transfekcija je proces vnašanja nukleinskih kislin v celice, celice HEK293 pa so za ta proces še posebej primerne. Obstaja več razlogov, zakaj so celice HEK293 priljubljene za transfekcijo:

1. Visoka učinkovitost transfekcije: Celice HEK293 imajo visoko stopnjo absorpcije tuje DNK, kar je mogoče pripisati njihovi sposobnosti izražanja določenih virusnih genov, ki olajšujejo vstop DNK v celico.
2. Močna rast: Te celice rastejo hitro in jih je relativno enostavno vzdrževati, kar je koristno za poskuse, ki zahtevajo hitre in zanesljive rezultate.
3. Prilagodljivost: Celice HEK293 se lahko gojijo v različnih pogojih, vključno z adhezivnimi ali suspenzijskimi kulturami, kar jih naredi primerne za proizvodnjo beljakovin v velikem obsegu.
4. Človeška celična linija: Kot človeška celična linija zagotavljajo bolj relevanten biološki kontekst za človeško biologijo, kar je še posebej pomembno v terapevtskih raziskavah, kjer odziv v človeških celicah napoveduje rezultate in vivo.
5. Vsestranskost: Zmožne so proizvajati proteine s kompleksnimi posttranslacijskimi modifikacijami, kar je bistveno za funkcionalnost mnogih proteinov, zlasti terapevtskih protiteles. 

Protokol za subkulturo HEK293

Potrebna reagenta

1. 1X fosfatno pufrirana fiziološka raztopina (PBS)
2. 10 % tripsin-PBS
3. Dulbeccov modificiran Eagleov medij (DMEM)

Postopek

Priprava celic

1. Preverite HEK celice pod mikroskopom, da se prepričate, da so približno 90 % konfluentne.
2. Očistite delovno mizo z uporabo aseptičnih tehnik in sterilizirajte digestor z UV svetlobo.
3. Delovno površino obrišite s 70-odstotnim etanolom.
4. Vse reagente predhodno segrejte v vodni kopeli pri 37 °C.

Izračun razdelitvenega deleža in količine semena

1. Določite delitveno frakcijo, ki je običajno med 1:5 in 1:20.
2. Izračunajte volumen za pipetiranje po formuli: Vp = (S)(Vd).

Volumni medijev in protokoli delitve

Za celično kulturo različne posode zahtevajo določene prostornine gojišča in imajo edinstvene površine za rast. Na primer, plošča s 6 jamicami ima površino rasti 4,67 cm^2 na jamico in potrebuje približno 2,5 ml gojišča, medtem ko ima plošča s premerom 100 mm površino rasti 55 cm^2 in potrebuje 10 ml gojišča. Postopek delitve celic vključuje odstranjevanje starih gojišč, pranje s PBS, inkubacijo z Accutase, nevtralizacijo z DMEM, centrifugiranje, ponovno suspenzijo v novih gojiščih in nato sejanje na novo ploščo. Za podrobne korake in razmerja za druge posode, kot so 100 cm² kolbe in 150 mm plošče, se obrnite na izvirni vir.

Pogosto zastavljena vprašanja o celicah HEK293

Celice HEK293 so predmet široke uporabe v znanstvenih raziskavah, kar seveda sproža številna vprašanja o njihovi naravi, izvoru in značilnostih. V nadaljevanju obravnavamo nekatera od teh pogostih vprašanj.