Celice HepG2 – vir za raziskave raka jeter
Hep-G2 je linija človeških celic raka na jetrih, ki izvira iz jetrnega tkiva 15-letnega belca z hepatoceličnim karcinomom. Te celice se pogosto uporabljajo v študijah presnove zdravil in hepatotoksičnosti. Čeprav imajo celice HepG2 visoko stopnjo proliferacije in epitelijski videz, niso tumorogene in opravljajo različne diferencirane jetrne funkcije. Leta 1975 so raziskovalci iz hepatoceličnega karcinoma pridobili celice HepG2, kar je bila prva jetrna celična linija, ki je kazala ključne značilnosti hepatocitov. V nasprotju s prej vzpostavljeno celično linijo SK-Hep1, ki nima bistvenih markerjev jetrnih celic, lahko celice HepG2 izločajo različne plazemske proteine in predstavljajo dragocen model za preučevanje intracelularne dinamike domen na površini celic v človeških hepatocitih. Te celice kažejo epitelijsko morfologijo, imajo modalno število kromosomov 55 in jih je mogoče stimulirati s človeškim rastnim hormonom.
- Rastno gojišče
- Glej stran izdelka
- Čas podvojitve
- Glej stran izdelka
- Vrsta rasti
- Adherenten
- Raven biološke varnosti
- BSL-1
- Na voljo pri
- Cytion — Naroči HepG2
Značilnosti celic HepG2
Primarni hepatociti imajo običajno kubično obliko in vsebujejo dve jedri. V nasprotju s tem imajo celice HepG2 epitelijsko morfologijo z enim jedrom in številom kromosomov od 48 do 54 na celico. Čeprav celice HepG2 lahko predstavljajo do 25 % celotnih celičnih beljakovin, so večje od normalnih hepatocitov in predstavljajo približno 10 % vseh beljakovin v celici. Celične beljakovine so ključni akterji znotraj celice, ki izvajajo funkcije, določene z geni.
Tumorske celice, vključno s tistimi z nenormalnim številom kromosomov, pogosto kažejo povečanje števila jeder, do sedem na celico. Zaradi visoke stopnje diferenciacije in vitro so celice HepG2 idealen model za preučevanje intracelularnega prometa in dinamike belilnih kanalčkov, sinusoidnih membranskih beljakovin in lipidov v človeških hepatocitih.
Povprečni premer celice HepG2 je okoli 10–20 µm, kar je manj kot pri hepatocitu s premerom 15 µm, vendar podobno kot pri tumorskih celicah s hepatoblastomom (HB), ki merijo od 10 do 20 µm.
Genetika HepG2
Celična linija Hep-G2 kaže več translokacij, vključno s tistimi med kratkimi rokavi kromosomov 1 in 21, trisomijami kromosomov 2, 16 in 17 ter tetrasomijo kromosoma 20. Opazna je tudi izguba regije kromosoma 4q3, povezana s translokacijo t(1;4), ki se pogosto pojavlja pri hepatoblastomu (HB), ter drugimi kromosomskimi anomalijami, kot sta trisomiji 2 in 20. Število kromosomov v celicah HepG2 se giblje od 50 do 60, kar kaže na hiperdiploidni kariotip, medtem ko nekateri primeri kažejo več kot 100 kromosomov in so značilni za tetraploidno povečanje. Celice HepG2 vsebujejo približno 7,5 pg DNA, kar je 15 % več kot povprečna somatska celica. V primerjavi s tem imajo primarni hepatociti kubično obliko celic in običajno vsebujejo dve jedri [1].
Mutacijski profil celic HepG2
Celična linija HepG2 nosi mutacijo C228T v promotorskem območju TERT, ki je prisotna tudi pri hepatoceličnem karcinomu (HCC) in hepatoblastomu (HB). Ta mutacija prispeva k imortalizaciji s ščititvijo telomerov v rakavih celicah. Poleg tega celice HepG2 izražajo divji tip TP53, ključni gen za zaviranje raka pri človeku, saj igra vlogo pri zaustavitvi celičnega cikla, apoptozi in staranju. Mutacije v tem genu lahko spodbujajo celično proliferacijo.
Celice HepG2 sodelujejo v več poteh, vključno z motnjo v regulaciji celične rasti, potmi preživetja, kot sta fetalni in embrionalni HB, ter potjo Wnt/β-katenin. Poleg tega ima ta celična linija značilno delecijo tretjega eksona gena CTNNB1, ki je identična tisti, ki jo opazimo pri epitelnem tipu HB [2,3].
Pregled celic hepatoceličnega karcinoma HepG2 v raziskavah jeter
Celice HepG2, ki izvirajo iz človeškega hepatoma, so postale neprecenljivo orodje za raziskovanje jetrnih funkcij in bolezni, vključno s hepatoceličnim karcinomom. Te jetrne celične linije omogočajo vpogled v celične odzive človeških hepatocitov v različnih eksperimentalnih pogojih. Uporaba plazmidov z luciferaznim reporterjem v celicah HepG2 se je izkazala za posebej učinkovito pri sledenju genske ekspresije in celičnih transfekcij, ki so temeljnega pomena v raziskavah presnove, kot je na primer študija učinkov etanola na jetrne celice.
Študije virusnih okužb in bolezni jeter z uporabo celic HepG2
Imortalizirane jetrne tumorske celične linije, kot sta HepG2 in Huh7, so bistvene pri študijah virusnih okužb, saj omogočajo popolno replikacijo celičnega cikla hepatitisa D (HDV) in ekspresijo hepatitisa B (HBV) [5,6]. Hkrati imajo celične linije HepaRG ključno vlogo pri razjasnjevanju mehanizmov vstopa HBV [7]. Celice HepG2 se uporabljajo tudi za preučevanje različnih bolezni človeških jeter, od genetskih bolezni, kot sta progresivna družinska intrahepatična holestaza (PFIC) in Dubin-Johnsonov sindrom, do okoljskih in prehranskih študij, povezanih s citotoksičnimi in genotoksičnimi snovmi, ter v raziskavah ciljnega delovanja zdravil in hepatokarcinogeneze [8,9]. Njihova uporaba se razteza tudi na preskuse z bio-umetnimi jetrnimi napravami.
Interakcije celic HepG2 z biomateriali v tkivnem inženirstvu
Interakcija celic HepG2 z različnimi biomateriali je ključnega pomena v tkivnem inženirstvu. Tehnike, kot je tehnika koloidne sonde, pomagajo razumeti te interakcije z merjenjem lastnosti adhezije celic, ki so ključne za določanje vitalnosti celic za razvoj ogrodij in natančnih modelov jetrnega tkiva.
Vedenje celic in inovacije v modelih na osnovi HepG2
Proučevanje vedenja celic v modelih na osnovi HepG2 je ključnega pomena za raziskave jetrnih bolezni. Napredek na področju tridimenzionalnih sferoidnih celičnih kultur je pripeljal do ustvarjanja sferoidov celic HepG2, ki ponujajo fiziološko ustreznejši model, ki tesno odraža normalne hepatocite. Ti 3D modeli s povečano presnovno aktivnostjo kažejo na potencial celic HepG2, da služijo kot model za hepatoblastom, in so pomembni v raziskavah zdravljenja raka, zlasti za simulacijo jetrnih tumorjev in testiranje novih terapevtskih pristopov [10-12].
Primerjava in značilnosti HepG2 med drugimi linijami tumorskih celic
HepG2 je ena najpogosteje uporabljanih jetrnih tumorskih celičnih linij, izbrana zaradi širokih možnosti uporabe v znanstvenih raziskavah med približno 40 razpoložljivimi jetrnimi tumorskimi celičnimi linijami [13]. Kljub šibki ali odsotni ekspresiji nekaterih encimov citokroma P450 v primerjavi z normalnimi hepatociti je presnovni profil HepG2 spodbudil prizadevanja za modifikacijo celične linije za boljše študije presnove zdravil [13]. V primerjavi s tumorskimi celičnimi linijami, kot so MCF7, PC3, 143B in HEK293, imajo celice HepG2 edinstvene profile vsebnosti aminokislin, ki pomembno vplivajo na sintezo in izločanje beljakovin, kar poudarja njihove edinstvene presnovne poti [14].
Raziskovanje bolezni jeter z uporabo celic HepG2
Subkultiviranje celic HepG2
Tukaj je pet korakov za odstranjevanje adhezivnih celic iz kolb za celične kulture z uporabo Accutase:
- Odstranite gojišče iz posode za celično kulturo in adhezivne celice sperite s PBS brez kalcija in magnezija. Za posode T25 uporabite 3–5 ml PBS, za posode T75 pa 5–10 ml.
- V kolbo za celično kulturo dodajte Accutase, in sicer 1–2 ml na kolbo T25 in 2,5 ml na kolbo T75. Poskrbite, da Accutase prekrije celoten celični sloj.
- Kolbo inkubirajte pri sobni temperaturi 8–10 minut.
- Celice previdno ponovno suspendirajte z medijem, pri čemer uporabite 10 ml svežega medija.
- Centrifugirajte ponovno suspendirane celice 5 minut pri 300xg, jih ponovno suspendirajte v svežem mediju in jih razdelite v nove kolbe, ki vsebujejo svež medij.
Prihodnje perspektive za celice HepG2
Prizadevanja za izkoriščanje polnega potenciala celične linije HepG2 se nadaljujejo z revolucionarnim napredkom pri povečanju izražanja citokromov. Raziskovalci raziskujejo tudi možnost tridimenzionalnih sferoidnih celičnih kultur, ki ponujajo fiziološko ustreznejši sistem. Metabolična aktivnost, vključno s citokromi, je v tridimenzionalnih sferoidnih modelih HepG2 znatno višja kot v dvodimenzionalnih celicah, kar nas približuje ustvarjanju modela, ki odraža normalne hepatocite. Poleg tega lahko raziskovanje dinamičnih procesov, ki so podlaga za nepravilno porazdelitev beljakovin na celični površini, utre pot za boljše razumevanje jetrnih bolezni.
Celice HepG2: razumevanje njihove vloge in posebnosti v biomedicinskih raziskavah – pogosta vprašanja
Viri
- Vyas, R.C., Darroudi, F., Natarajan, A.T. Radiation-induced chromosomal breakage and rejoining in interphase-metaphase chromosomes of human lymphocytes, Mutat Res, 1991; 249(1):29-35.
- Woodfield, S.E., Shi, Y., Patel, R.H., Chen, Z., Shah, A.P., Srivastava, R.K., Whitlock, R.S., Ibarra, A.M., Larson, S.R., Sarabia, S.F., et al. Zaviranje MDM4: nova terapevtska strategija za ponovno aktivacijo P53 pri hepatoblastomu. Sci. Rep. 2021, 11, 2967.
- Hussain, S.P., Schwank, J., Staib, F., Wang, X.W., Harris, C.C. Mutacije TP53 in hepatocelični karcinom: vpogled v etiologijo in patogenezo raka jeter. Oncogene 2004.
- Schicht, G., Seidemann, L., Haensel, R., Seehofer, D., Damm, G. Kritična preiskava uporabnosti celičnih linij hepatoma HepG2 in Huh7 kot modelov za presnovno predstavitev resekcijskega hepatoceličnega karcinoma. Cancers 2022, 14(17), 4227.
- Verrier, E.R., Colpitts, C.C., Schuster, C., Zeisel, M.B., Baumert, T.F. Modeli celičnih kultur za preiskovanje okužbe z virusom hepatitisa B in D. Viruses 2016, 8, 261.
- Verrier, E.R., Colpitts, C.C., Bach, C., Heydmann, L., Weiss, A., Renaud, M., Durand, S.C., Habersetzer, F., Durantel, D., AbouJaoudé, G., et al. Ciljno usmerjen presejalni test funkcionalne RNA-interferenčne analize razkriva glikoprotein 5 kot vstopni faktor za viruse hepatitisa B in D. Hepatology 2016, 63, 35–48.
- Gripon, P., Rumin, S., Urban, S., Le Seyec, J., Glaise, D., Cannie, I., Guyomard, C., Lucas, J., Trepo, C., Guguen-Guillouzo, C. Okužba človeške hepatomne celične linije z virusom hepatitisa B. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2002, 99, 15655–15660.
- Mersch-Sundermann, V., Knasmüller, S., Wu, X.J., Darroudi, F., Kassie, F. Uporaba človeške jetrne celične linije za odkrivanje citoprotektivnih, antigenotoksičnih in kogenotoksičnih snovi. Toxicology. 2004; 198(1–3): 329–340.
- Fanelli, A. HepG2 (hepatocelični karcinom jeter): celična kultura. HepG2. Pridobljeno 3. decembra 2017.
- Xuan, J., Chen, S., Ning, B., Tolleson, W.H., Guo, L. Razvoj celic, pridobljenih iz HepG2, ki izražajo citokrom P450 za ocenjevanje z metabolizmom povezane toksičnosti jeter, povzročene z zdravili. Physiol. Behav. 2017, 176, 139–148.
- Ooka, M., Lynch, C., Xia, M. Uporaba in vitro aktivacije metabolizma pri presejanju z visoko zmogljivostjo. Int. J. Mol. Sci. 2020, 21, 8182.
- Huang, L., Coughtrie, M.W.H., Hsu, H. Zmanjšanje izražanja gena za dehidroepiandrosteron sulfatotransferazo pri človeškem hepatoceličnem karcinomu. Mol. Cell. Endocrinol.
- Zhu, Z., Hao, X., Yan, M., et al. Rakave matične/progenitorske celice so v hepatoceličnem karcinomu močno obogatene v populaciji CD133 + CD44 +. Int J Cancer. 2010; 126:2067-2078.
- Arbus, C., Benyamina, A., Llorca, P.-M., Baylé, F., Bromet, N., Massiere, F., Garay, R.P., Hameg, A. Opis človeških encimov citokroma P450, vpletenih v presnovo ciamemazina. Eur J Pharm Sci. Dec. 2007;32(4-5):357-66.
