Опубліковано: 2023 | Останнє оновлення: травень 2026

Клітини HEK293: наріжний камінь сучасних клітинних досліджень та біотехнології

Клітини людської ембріональної нирки 293 (HEK293) — це лінія клітин людської ембріональної нирки, яка набула широкої популярності в науковому співтоваристві завдяки своїй універсальності та корисності в широкому спектрі дослідницьких застосувань. Клітинна лінія була створена на початку 1970-х років і з того часу використовується для розробки вакцин, досліджень раку, тестування ліків та передачі сигналів. У цій статті ми розглянемо всі аспекти клітинної лінії HEK293, включаючи її походження, інформацію про культивування, переваги та недоліки, застосування та ресурси.

Клітини HEK293: загальна інформація та походження

Що таке клітини HEK293?

Клітини HEK293 — це лінія клітин ембріональної нирки людини, отримана з ниркової тканини ембріона людини, аборт якого було проведено за власним бажанням батьків, чиє походження невідоме. Клітини були створені голландським біологом Алексом Ван дер Ебом на початку 1970-х років. Пізніше вони були імунізовані шляхом трансформації за допомогою укороченого аденовірусу 5 дослідником Френком Гремом.

Спочатку трансформація клітин здавалася складним завданням. Однак після багатьох наполегливих зусиль відбувся ріст клітин з ізольованого одиночного трансформованого клону [1]. Трансфекція клітин аденовірусом 5 призвела до включення генів E1A та E1B у геном клітин, що запобігає загибелі клітин та забезпечує інтенсивне вироблення білків. До безсмертності клітини ембріональної нирки не були належним чином охарактеризовані, тому їхній точний тип невідомий.

Ембріональні нирки складаються з ендотеліальних, епітеліальних та фібробластних клітин, тому клітини HEK 293, ймовірно, належать до цих клітин. Однак мРНК та продукти генів вказують на те, що це нейрональні клітини. Можливо, що додавання Ad5 змінило клітинний фенотип та експресію генів. Цікавий факт: «293» у назві HEK293 позначає 293-й експеримент, проведений Гремом.

Цікавий факт: «293» у назві HEK293 позначає 293-й експеримент, проведений Гремом.

Характеристики клітин HEK293

• Морфологія
• Розмір клітин
• Геном і плоїдність (кількість хромосом)

Клітини HEK293 мають форму, що нагадує епітеліальні клітини. Ембріональні нирки складаються переважно з фібробластів, ендотеліальних та епітеліальних клітин. Отже, клітини 293 за формою нагадують один із цих типів клітин.

Розмір клітин HEK 293 становить від 11 до 15 мкм, на що можуть впливати умови культивування. У культурі клітини можуть виглядати сплощеними, якщо вирощуються на поверхні, або округлими — у суспензії. Клітини HEK293 є гіпотриплоїдними, і приблизно 30% клітин HEK293 мають модальну плоїдність 64 хромосом, але деякі клітини мають навіть більше хромосом. Клітини також мають три копії X-хромосоми та фрагмент аденовірусу 5 розміром 4 кілобази, інтегрований у хромосому 19.

Порівняння клітинних ліній HEK293 та HEK293T

Від батьківських клітин HEK 293 було отримано багато похідних, таких як поширені похідні клітин 293 — клітини HEK293T та HEK293F. Клітини HEK293T є одними з найбільш широко використовуваних похідних і були створені шляхом вбудовування чутливого до температури мутанта Т-антигену SV40 у геном оригінальних клітин HEK 293. Експресія Т-антигену дозволяє реплікацію плазмід з походженням реплікації SV40 при трансфекції в клітини 293-T, що призводить до збільшення виробництва рекомбінантних білків [2]. Для отримання додаткової інформації про похідні клітинної лінії HEK, включаючи їх розвиток та характеристики, зверніться до цієї оглядової статті.

Основи культивування клітин HEK293: покроковий посібник

Умови

Інформація

Час подвоєння популяції

Час подвоєння клітинної лінії HEK293 становить від 24 до 45 годин, у середньому — 30 годин.

Адгезивні або суспензійні культури

Клітини HEK293 можна культивувати як в адгезивній, так і в суспензійній формі. Адгезивні клітини ростуть у вигляді моношарів, тоді як суспензійні культури — у вигляді сфероїдів.

Щільність висівання

Розділіть клітини при 80–90 % конfluентності під час фази росту. Відокремте клітини за допомогою Accutase та висійте з щільністю від 1 до 4 × 104 клітин/см². Конfluентний шар утвориться за 4 дні при щільності висівання 1 × 104 клітин/см².

Середовище для росту

Вирощуйте в мінімальному есенційному середовищі Ігла (EMEM) з 2 мМ L-глутаміном та 10% ембріональною сироваткою бика (FBS). Змінюйте середовище двічі на тиждень.

Умови вирощування (температура, CO2)

Для оптимального росту тримати в зволоженому інкубаторі при температурі 37 °C з подачею 5% CO2.

Зберігання

Для тривалого зберігання зберігати у паровій або рідкій фазі рідкого азоту. Уникати зберігання у морозильній камері при -80 °C, оскільки це може вплинути на життєздатність клітин.

Процес заморожування та середовище

Для найкращого збереження використовуйте метод повільного заморожування. Заморожуйте в середовищі для заморожування CM-1 або CM-ACF, яке можна придбати у CLS.

Процес розморожування

Розморожуйте заморожені клітини у водяній бані при температурі 37 °C протягом 1–2 хвилин, доки не залишиться невеликий шматок льоду. Перенесіть суспензію клітин у центрифужну пробірку, додайте попередньо підігріте середовище для росту та відцентрифугуйте для видалення компонентів середовища для заморожування. Ресуспендуйте осад клітин у свіжому середовищі та культивуйте за оптимальних умов.

Рівень біобезпеки

Клітини HEK293 вимагають роботи на рівні біобезпеки 1.

Придбайте клітини HEK293 для своїх наукових досліджень

Для ваших новаторських досліджень зверніть увагу на наші клітини HEK293, відомі своєю універсальністю в дослідженнях експресії генів та розробці вакцин, а також на їхні похідні, такі як HEK293T, HEK293, адаптовані до суспензії, HEK293T/17, AAV-293 та 2V6.11. Дізнайтеся більше та вдосконалюйте свої експерименти, ознайомившись з нашим асортиментом продукції тут.

Клітинна лінія HEK293 у наукових дослідженнях та промисловості

Застосування клітин HEK293 є різноманітним і значним. Вони часто використовуються як система для експресії та виробництва рекомбінантних білків. Завдяки своєму людському походженню білки, що виробляються в цих клітинах, з більшою ймовірністю будуть схожими на свої природні людські аналоги за структурою та функцією, що є вирішальним для терапевтичного застосування.

Крім того, клітини HEK293 часто використовуються у дослідженні функції та регуляції генів, оскільки вони легко поглинають чужорідну ДНК, що робить їх чудовою моделлю для генетичної маніпуляції. Ці клітини також відіграють важливу роль у виробництві аденовірусних векторів, які використовуються в генній терапії та розробці вакцин, зокрема у швидкому створенні вакцин проти COVID-19.

Виробництво вакцин та білків: Клітини HEK 293 придатні для великомасштабного виробництва білків та терапевтичних вакцин. Ця клітинна лінія також використовується для створення вірусних векторів, таких як аденоасоційовані та аденовірусні вектори. Нещодавно клітини HEK293 використовували для виробництва важливого рекомбінантного білка — еритропоетину (EPO).

Випробування лікарських засобів: Клітини HEK293 часто використовуються для випробування токсичності лікарських засобів та природних продуктів.

Дослідження раку: клітини 293 є пухлиногенними, і важливі зміни експресії генів можуть посилити пухлиноутворення в цій клітинній лінії. Тому клітинна лінія 293 часто використовується в дослідженнях раку для розуміння основних молекулярних механізмів та розробки ліків.

Дослідження трансфекції: Трансфекція — це процес введення нуклеїнових кислот у клітини, і клітини HEK293 особливо піддаються цьому процесу. Більше про цю тему пояснюється нижче.

Роль HEK293 у виробництві вакцин та білків

У виробництві вакцин клітини HEK293 відіграли важливу роль у розробці вакцин на основі аденовірусів. Їхня здатність рости в суспензійних культурах дозволяє масштабувати процеси, що має вирішальне значення для задоволення глобального попиту на вакцини. Крім того, їхнє людське походження дає перевагу над іншими клітинними лініями, оскільки вони можуть здійснювати посттрансляційні модифікації, подібні до людських, забезпечуючи біологічну ефективність вироблених вакцин.

Універсальність клітин HEK293 поширюється на виробництво складних білків, включаючи моноклональні антитіла та біосиміляри, які використовуються для лікування раку, аутоімунних захворювань та інших станів. Їхня здатність точно згортати та модифікувати білки робить їх кращим вибором у галузі виробництва рекомбінантних білків.

Чому клітини HEK293 використовуються для трансфекції?

Трансфекція — це процес введення нуклеїнових кислот у клітини, і клітини HEK293 особливо піддаються цьому процесу. Існує кілька причин, чому клітини HEK293 є кращим вибором для трансфекції:

1. Висока ефективність трансфекції: клітини HEK293 мають високий рівень поглинання чужорідної ДНК, що можна пояснити їхньою здатністю експресувати певні вірусні гени, які сприяють проникненню ДНК у клітину.
2. Стійкий ріст: ці клітини швидко ростуть і їх відносно легко утримувати, що є корисним для експериментів, які вимагають швидких і надійних результатів.
3. Адаптивність: клітини HEK293 можна вирощувати в різних умовах, включаючи адгезивні або суспензійні культури, що робить їх придатними для великомасштабного виробництва білків.
4. Лінія клітин людини: як лінія клітин людини, вони забезпечують більш релевантний біологічний контекст для біології людини, що є особливо важливим у терапевтичних дослідженнях, де реакція в клітинах людини дозволяє передбачити результати in vivo.
5. Універсальність: Вони здатні продукувати білки зі складними посттрансляційними модифікаціями — це властивість є важливою для функціональності багатьох білків, особливо терапевтичних антитіл. 

Протокол субкультури HEK293

Необхідні реагенти

1. 1X фосфатно-буферний сольовий розчин (PBS)
2. 10% трипсин-PBS
3. Модифікований середовище Дульбекко (DMEM)

Процедура

Підготовка клітин

1. Перевірте клітини HEK під мікроскопом, щоб переконатися, що вони конфлюентні приблизно на 90%.
2. Очистіть робоче місце, дотримуючись правил асептики, та простерилізуйте витяжну шафу ультрафіолетовим світлом.
3. Протріть робочу поверхню 70% етанолом.
4. Попередньо нагрійте всі реагенти у водяній бані при температурі 37 °C.

Розрахунок фракції поділу та кількості насіння

1. Визначте фракцію поділу, зазвичай від 1:5 до 1:20.
2. Розрахуйте об’єм для піпетування за формулою: Vp = (S)(Vd).

Об'єми середовищ та протоколи поділу

Для культивування клітин різні посудини вимагають певних об'ємів середовища та мають унікальні площі росту. Наприклад, 6-лункова плашка має площу росту 4,67 см^2 на лунку і потребує приблизно 2,5 мл середовища, тоді як 100-мм плашка має площу росту 55 см^2, що вимагає 10 мл середовища. Процес поділу клітин включає видалення старого середовища, промивання PBS, інкубацію з Accutase, нейтралізацію DMEM, центрифугування, ресуспендування в новому середовищі, а потім висівання на нову плашку. Детальні кроки та пропорції для інших посудин, таких як колби площею 100 см² та чашки діаметром 150 мм, див. в оригінальному джерелі.

Часті запитання про клітини HEK293

Клітини HEK293 широко використовуються в наукових дослідженнях, що, природно, викликає численні запитання про їхню природу, походження та характеристики. Нижче ми розглянемо деякі з цих поширених запитів.