HaCaT-celice – raziskovanje biologije kože in bolezni
HaCaT celice izhajajo iz človeških epidermalnih keratinocitov in se pogosto uporabljajo za raziskovanje homeostaze epidermisa in s tem povezanih patologij. Te celice veljajo za spontano imortalizirane človeške keratinocite, kar je pomembno, saj izhajajo iz normalnih kožnih keratinocitov, ne da bi prišlo do krize ali upočasnitve rasti. Ta edinstven izvor daje celicam HaCaT niz genetskih in rastnih lastnosti, ki se razlikujejo od drugih celičnih linij. Kljub temu, da in vitro kažejo transformiran fenotip s klonogenimi lastnostmi na agarju ali plastiki, celična linija HaCaT ostaja netumorigena. Ker so HaCaT-celice prva stabilna epitelna celična linija iz odrasle človeške kože, ki kaže normalno diferenciacijo, so dragoceno orodje za preučevanje regulacije keratinizacije v človeških celicah. Te celice imajo široko paleto uporab zaradi svoje sposobnosti učinkovite proliferacije in diferenciacije in vitro.
- Rastno gojišče
- Glej stran izdelka
- Čas podvojitve
- Glej stran izdelka
- Vrsta rasti
- Adherenten
- Raven biološke varnosti
- BSL-1
- Na voljo pri
- Cytion — Naroči HaCaT
- Značilnosti celic HaCaT
- Genetske značilnosti in izvor celic HaCaT
- Kako pridobiti celice HaCaT v 5 preprostih korakih
- Uporaba celic HaCaT
- Izbrani videi: Odkrivanje sveta celic HaCaT
Značilnosti celic HaCaT
HaCaT celice se lahko gojijo v pogojih z nizko vsebnostjo kalcija in imajo vretenasto obliko brez tesnih povezav med celicami, podobno kot primarne celice, gojene v enakih pogojih. V normalni povrhnjici se keratinociti razvijejo iz izvornih celic v bazalnem sloju in potujejo skozi trnasti in zrnat sloj, preden dosežejo roževinski sloj in se luščijo v okolje. To strogo regulirano ravnovesje med proliferacijo in luščenjem povzroči popolno obnovo ali spremembo vsakih 28 dni, kar je zapleten proces, znan kot keratinizacija. Ta proces je strogo reguliran in vključuje izrazite spremembe v genski ekspresiji, strukturni zasnovi in encimski aktivnosti. Za analizo in vitro in in vivo morajo HaCaT-celice ohraniti epidermalne keratine, značilne za diferencirane plasti človeških epidermalnih celic, ki so bistvene za ohranjanje strukturne celovitosti in odpornosti kože. Čeprav lahko v celicah HaCaT pride do zaporednih kromosomskih sprememb, te morda niso povezane z znatnimi težavami pri diferenciaciji, ampak kažejo spontano preoblikovanje človeških odraslih keratinocitov in vitro.
Genetske značilnosti in izvor celic HaCaT
HaCaT-celice so spontano imortalizirana linija človeških keratinocitov, ki izvirajo iz odrasle kože in predstavljajo edinstveno evolucijsko pot. Te celice imajo mutacije v obeh alelih gena p53, kar je značilno za mutacije, ki jih povzroča UV-sevanje [3,4]. Poleg tega se domneva, da so se HaCaT-celice razvile zaradi mutacij tumor supresorskega gena p53, ki jim je sledila izguba genov senescence [5].
Tumor supresorski gen p53, znan po svoji vlogi pri popravljanju DNA in kot varuh genoma, inducira odziv človeške kože na poškodbe DNA [4]. Ugotovljeno je bilo, da so HaCaT-celice delno izgubile svoj zaščitni mehanizem proti poškodbam DNK zaradi in vivo mutacije gena p53, zaradi česar so dovzetne za kopičenje citogenetskih sprememb v odzivu na povišane temperature gojenja. Drugi mehanizem nesmrtenja HaCaT-celic vključuje povečano aktivnost encima telomeraze [7]. V normalnih celicah se telomeri s vsako celično delitvijo nenehno skrajšujejo, dokler se ne doseže celična senescenca. Telomeraza je specializiran celični encimski kompleks z aktivnostjo reverzne transkriptaze, ki ohranja stabilno dolžino telomerov. Nasprotno pa celice HaCaT kažejo znatno povečano aktivnost telomeraze, kar ima za posledico dobro ohranjeno dolžino telomerov. Te ugotovitve potrjujejo vlogo telomeraze v procesu nesmrtnosti celic HaCaT.
Ugotovljene so bile tri specifične kromosomske translokacije, ki povzročajo izgubo ene kopije kromosomskih rokavov 3p, 4p in 9p, pridobitev 9q ter nastanek izokromosomov. Izguba kratkega kraka kromosoma 3p lahko vodi do izgube genov senescence in imortalizacije celic HaCaT [8]. Celice HaCaT so hipodiploide in imajo izrazite in stabilne markerne kromosome, ki predstavljajo njihov monoklonalni izvor. Značilnosti in izvor celične linije HaCaT so bile potrjene z uporabo DNA-prstnih odtisov s hipervariabilnimi minisatelitskimi markerji [3–6].
Kako pridelati celice HaCaT v 5 preprostih korakih
- Odstranite gojišče in izperite adhezivne celice z 3–5 ml PBS brez kalcija in magnezija za T25-kolbe ali 5–10 ml za T75-kolbe.
- Dodajte 1–2 ml sveže pripravljene 0,05-odstotne raztopine EDTA na kolbo T25 ali 2,5 ml na kolbo T75, pri čemer poskrbite, da je pokrit celoten celični list, in inkubirajte pri 37 °C 10 minut.
- Dodajte 1 ml sveže pripravljene raztopine tripsina/EDTA (0,05 %/0,025 %) na kolbo T25 ali 2,5 ml na kolbo T75, pri čemer ponovno poskrbite, da je celotna celična plast popolnoma prekrita. Celice se morajo odlepiti v 1–2 minutah.
- Ustavite delovanje tripsina z dodajanjem gojišča za celice, ki vsebuje FBS.
- Celice razporedite v nove kolbe, ki vsebujejo svež gojišče za celice.
Uporaba celic HaCaT
HaCaT-celice so dragoceno orodje za preučevanje keratinocitov [9]. Te nesmrtne celice delujejo kot preneoplastične celice in lahko zagotovijo vpogled v spremembe, povezane z maligno in neoplastično transformacijo [10]. Enoplastne kulture celic HaCaT so bistvene za analizo celične toksičnosti in celjenja ran in vitro. Celice HaCaT se lahko uporabijo tudi za oceno kožne toksičnosti, ki jo povzročajo različna sredstva ter neoplastični ali vnetni procesi. Uporabijo se lahko za analizo različnih mehanizmov kožnih alergijskih reakcij, učinkov reaktivnih kisikovih spojin in obsevanja z UV-žarki. Ob stimulaciji se lahko HaCaT-celice diferencirajo in izražajo specifične markerje diferenciacije, kot so involucrin, K14 in K10. HaCaT-celice se pogosto uporabljajo tudi kot model za preučevanje patofiziologije homeostaze povrhnjice [6].
HaCaT-celice po presaditvi ohranijo sposobnost, da in vivo ponovno vzpostavijo strukturirano povrhnjico, kar privede do večplastne strukture povrhnjice, ki jo je mogoče s spremembami koncentracije kalcija v gojišču preklapljati med bazalnim in diferenciranim stanjem. Te celice omogočajo tudi opredelitev več bioloških procesov, kot je njihova uporaba kot modelni sistem za vitamin D in presnovo v koži. Ker HaCaT-celice niso gensko spremenjene, ponujajo nepristranski vpogled v širok spekter začetnih genetskih dogodkov v človeški koži.
Izbrani videoposnetki: Odkrivanje sveta celic HaCaT
„Migracija celic HaCaT“: Ta video prikazuje proces migracije celic v celicah HaCaT. Migracija celic je bistven proces za različne biološke procese, kot sta celjenje ran in metastaziranje raka. Videoposnetek prikazuje gibanje celic HaCaT pod mikroskopom in ponuja vizualno predstavitev tega, kako te celice migrirajo. Opazujemo aktivnost celic, ko se premikajo z ene lokacije na drugo, videoposnetek pa jasno ponazarja spremembe, ki se v celicah pojavijo med tem procesom.
"Scratch Assay, izveden na celicah HaCaT": Ta video prikazuje Scratch Assay, izveden na celicah HaCaT. Test praskanja je široko uporabljena tehnika za preučevanje migracije celic, v tem primeru pa se uporablja za analizo migracije celic HaCaT. Video prikazuje postopek ustvarjanja praske na površini posode za celično kulturo, ki se nato opazuje pod mikroskopom, medtem ko se celice HaCaT selijo in sčasoma zaprejo vrzel.
"Rast celic keratinocitov HaCaT za poskuse celjenja ran": Ta video prikazuje proces rasti celic keratinocitov HaCaT za poskuse celjenja ran. Keratinociti HaCaT so pogosto uporabljena celična linija v študijah celjenja ran.
„Diferenciacija celic HaCaT“: Ta video prikazuje potrebne korake za diferenciacijo celic HaCaT. Celice HaCaT se lahko diferencirajo v različne vrste kožnih celic. Video prikazuje spremembe v celicah HaCaT med diferenciacijo in vizualno predstavlja različne markerje in značilnosti diferenciacije. Proces diferenciacije je ključen za normalno delovanje kože, video pa poudarja različne stopnje diferenciacije, ki jih prehajajo HaCaT-celice.
Sklici
- Angel P in Karin M: Vloga Jun, Fos in kompleksa AP-1 pri celični proliferaciji in transformaciji. Biochim Biophys Acta 1072:129-157, 1991 Argyris TS: Regulacija hiperplastične rasti povrhnjice. Crit Rev Toxicol 9:151-200, 1981
- Baden HP, Kubilus J, Kvedar JC, Steinberg ML, Wolman SR: Izolacija in karakterizacija spontano nastale dolgožive linije človeških keratinocitov (NM-1). In Vitro Cell Dev Biol 23(3):205-13, 1987
- Lehmann TA, Modali R, Boukamp P, Stanek J, Bennett WP, Welsh JA, Metcalf RA, Stampfer MR, Fusenig NE, Rogan EM, Harriss CC: Mutacije p53 v človeških nesmrnih linijah epitelnih celic. Carcinogenesis 14:833-839, 1993
- Ziegler A-M, Leffell DJ, Kunala S, Sharma HW, Gailani M, Simon JA, Halperin AJ, Baden HP, Shapiro PE, Bale AE, Brash DE: Mutacijska žarišča zaradi sončne svetlobe v genu p53 pri nemelanomskem kožnem raku. Proc Natl Acad Sci USA 90:4216-4220, 1993
- Fusenig NE, Boukamp P. Več stopenj in genetske spremembe pri imortalizaciji, maligni transformaciji in napredovanju tumorja v človeških kožnih keratinocitih. Mol Carcinog. 1998;23(3):144-158.
- Harle-Bachor C, Boukamp P: Aktivnost telomeraze v regenerativnem bazalnem sloju povrhnjice človeške kože ter v nesmrnih in iz karcinoma izpeljanih kožnih keratinocitih. Proc Natl Acad Sci USA 93:6476-81, 1996
- Colombo I, Sangiovanni E, Maggio R, et al. HaCaT celice kot zanesljiv in vitro model diferenciacije za analizo vnetnega/popravljalnega odziva človeških keratinocitov. Mediators Inflamm. 2017;2017:7435621.
- Boukamp, P. et al. Normalna keratinizacija v spontano imortalizirani aneuploidni človeški liniji keratinocitov. J. Cell Biol. 106, 1996, 761–771.
- Gibbs, Graham: Analiza kvalitativnih podatkov. Komplet za kvalitativno raziskovanje Sage. London: Sage 978-0-7619-4980-0.
- Hedrick TE, Bickman L, Rog DJ. 1993. Oblikovanje aplikativnih raziskav: praktični vodnik. Sage: London
- Boukamp P. Petrussevska R. T. Breitkreutz D. Hornung J. Markham A. Fusenig N. E. Normalna keratinizacija v spontano nesmrni aneuploidni človeški liniji keratinocitov. Cell Biol. (1988); 106:761–771.