Клітини HaCaT — дослідження біології шкіри та шкірних захворювань
Клітини HaCaT походять з кератиноцитів епідермісу людини і зазвичай використовуються для дослідження гомеостазу епідермісу та пов'язаних з ним патологій. Ці клітини вважаються спонтанно імунізованими кератиноцитами людини, що є примітним, оскільки вони походять з нормальних кератиноцитів шкіри без кризових станів або затримки росту. Це унікальне походження надає клітинам HaCaT набір генетичних та ростових властивостей, що відрізняються від інших клітинних ліній. Незважаючи на те, що in vitro клітини HaCaT демонструють трансформований фенотип із клоногенними властивостями на агарі або пластику, клітинна лінія HaCaT залишається непухлинною. Будучи першою стабільною епітеліальною клітинною лінією з дорослої людської шкіри, яка демонструє нормальну диференціацію, клітини HaCaT є цінним інструментом для дослідження регуляції кератинізації в людських клітинах. Ці клітини мають широкий спектр застосування завдяки своїй здатності ефективно проліферувати та диференціюватися in vitro.
- Середовище для культивування
- Див. сторінку продукту
- Час подвоєння
- Див. сторінку продукту
- Тип росту
- Адгезивний
- Рівень біобезпеки
- BSL-1
- Доступно у
- Cytion — Замовити HaCaT
- Характеристики клітин HaCaT
- Генетичні характеристики та походження клітин HaCaT
- Як зібрати клітини HaCaT за 5 простих кроків
- Застосування клітин HaCaT
- Рекомендовані відео: Дослідження світу клітин HaCaT
Характеристики клітин HaCaT
Клітини HaCaT можна культивувати в умовах низького вмісту кальцію; вони мають веретеноподібну форму і не мають щільних міжклітинних з’єднань, як і первинні клітини, що утримуються в таких самих умовах. У нормальному епідермісі кератиноцити розвиваються зі стовбурових клітин у базальному шарі та проходять через шипуватий і зернистий шари, перш ніж досягти рогового шару та злущитися у навколишнє середовище. Цей суворо регульований баланс між проліферацією та злущуванням призводить до повного оновлення або зміни кожні 28 днів — складного процесу, відомого як кератинізація. Цей процес суворо регулюється та супроводжується значними змінами в експресії генів, структурній будові та ферментативній активності. Для аналізу in vitro та in vivo клітини HaCaT повинні зберігати епідермальні кератини, характерні для диференційованих шарів клітин епідермісу людини, які є необхідними для підтримання структурної цілісності та еластичності шкіри. Хоча в клітинах HaCaT можуть відбуватися послідовні хромосомні зміни, вони можуть не бути пов’язані зі значними проблемами диференціації, а навпаки демонструвати спонтанну трансформацію дорослих кератиноцитів людини in vitro.
Генетичні характеристики та походження клітин HaCaT
Клітини HaCaT — це спонтанно імунізована лінія клітин кератиноцитів людини, що походить із шкіри дорослої людини та представляє унікальний еволюційний шлях. Ці клітини мають мутації в обох алелях гена p53, що є типовим для мутацій, індукованих ультрафіолетовим випромінюванням [3,4]. Крім того, вважається, що клітини HaCaT утворилися внаслідок мутацій гена-супресора пухлин p53, за якими послідувала втрата генів старіння [5].
Ген-супресор пухлин p53, відомий своєю роллю у репарації ДНК та як охоронець геному, індукує реакцію шкіри людини на пошкодження ДНК [4]. Було виявлено, що клітини HaCaT частково втратили свій захисний механізм проти пошкодження ДНК через мутацію гена p53 in vivo, що робить їх схильними до накопичення цитогенетичних змін у відповідь на підвищені температури культивування. Інший механізм імунізації клітин HaCaT пов'язаний із підвищеною активністю ферменту теломерази [7]. У нормальних клітинах теломери постійно вкорочуються з кожним клітинним поділом, доки не настає клітинне старіння. Теломераза — це спеціалізований клітинний ферментний комплекс із активністю зворотної транскриптази, який підтримує стабільну довжину теломер. Натомість клітини HaCaT демонструють значно підвищену активність теломерази, що призводить до добре збереженої довжини теломер. Ці спостереження підтверджують роль теломерази в процесі безсмертя клітин HaCaT.
Було виявлено три специфічні хромосомні транслокації, що призводять до втрати однієї копії плечей хромосом 3p, 4p та 9p, надбання 9q та утворення ізохромосом. Втрата короткого плеча хромосоми 3p може призвести до втрати генів старіння та безсмертності клітин HaCaT [8]. Клітини HaCaT є гіподиплоїдними та мають чіткі й стабільні маркерні хромосоми, що свідчать про їх моноклональне походження. Характеристики та походження клітинної лінії HaCaT було підтверджено за допомогою ДНК-ідентифікації з використанням гіперваріабельних мінісателітних маркерів [3–6].
Як зібрати клітини HaCaT за 5 простих кроків
- Видаліть культуральне середовище та промийте адгезивні клітини, використовуючи 3–5 мл PBS без кальцію та магнію для колб T25 або 5–10 мл для колб T75.
- Додайте 1–2 мл свіжоприготованого 0,05% розчину ЕДТА на кожну колбу T25 або 2,5 мл на кожну колбу T75, переконавшись, що весь клітинний шар покритий, та інкубуйте при 37 °C протягом 10 хвилин.
- Додайте 1 мл свіжоприготованого розчину трипсину/ЕДТА (0,05 %/0,025 %) на кожну колбу T25 або 2,5 мл на кожну колбу T75, знову переконавшись, що клітинний шар повністю покритий. Клітини повинні відокремитися протягом 1–2 хвилин.
- Зупиніть активність трипсину, додавши середовище для культивування клітин, що містить FBS.
- Перенесіть клітини в нові колби, що містять свіже середовище для культивування клітин.
Застосування клітин HaCaT
Клітини HaCaT є цінним інструментом для вивчення кератиноцитів [9]. Ці безсмертні клітини функціонують як пренеопластичні клітини і можуть надати уявлення про зміни, що відбуваються під час злоякісної та неопластичної трансформації [10]. Одношарові культури клітин HaCaT є незамінними для аналізу клітинної токсичності та загоєння ран in vitro. Клітини HaCaT також можна використовувати для оцінки шкірної токсичності, спричиненої різними агентами, а також неопластичних або запальних процесів. Їх можна застосовувати для аналізу різних механізмів шкірних алергічних реакцій, впливу активних форм кисню та опромінення УФ-випромінюванням. При стимуляції клітини HaCaT можуть диференціюватися та експресувати специфічні маркери диференціації, такі як інволюкрин, K14 та K10. Клітини HaCaT також часто використовуються як модель для вивчення патофізіології гомеостазу епідермісу [6].
Клітини HaCaT зберігають здатність відтворювати структурований епідерміс in vivo після трансплантації, утворюючи багатошарову епідермальну структуру, стан якої можна змінювати між базальним та диференційованим за допомогою регулювання концентрації кальцію в середовищі. Ці клітини також дозволяють охарактеризувати кілька біологічних процесів, наприклад, їх використання як модельної системи вітаміну D та метаболізму в шкірі. Оскільки клітини HaCaT не є генетично модифікованими, вони дають об’єктивне уявлення про широкий спектр початкових генетичних подій у людській шкірі.
Рекомендовані відео: Дослідження світу клітин HaCaT
«Міграція клітин HaCaT»: Це відео демонструє процес міграції клітин HaCaT. Міграція клітин є важливим процесом для різних біологічних процесів, таких як загоєння ран та метастазування раку. У відео показано рух клітин HaCaT під мікроскопом, що дає наочне уявлення про те, як ці клітини мігрують. Активність клітин спостерігається під час їх переміщення з одного місця в інше, а відео чітко ілюструє зміни, що відбуваються в клітинах під час цього процесу.
«Тест на подряпину, проведений на клітинах HaCaT»: Це відео демонструє тест на подряпину, проведений на клітинах HaCaT. Тест «Scratch Assay» — це широко використовувана техніка для вивчення міграції клітин, і в цьому випадку вона застосовується для аналізу міграції клітин HaCaT. Відео демонструє процес створення подряпини на поверхні чашки для культивування клітин, яку потім спостерігають під мікроскопом, коли клітини HaCaT мігрують і з часом закривають проміжок.
«Ріст клітин кератиноцитів HaCaT для експериментів із загоєння ран»: Це відео демонструє процес росту клітин кератиноцитів HaCaT для експериментів із загоєння ран. Кератиноцити HaCaT — це клітинна лінія, яка часто використовується в дослідженнях загоєння ран.
«Диференціація клітин HaCaT»: Це відео демонструє необхідні етапи диференціації клітин HaCaT. Клітини HaCaT можуть диференціюватися в різні типи клітин шкіри. Відео демонструє зміни в клітинах HaCaT під час їх диференціації, візуально показуючи різні маркери та характеристики диференціації. Процес диференціації є критично важливим для нормального функціонування шкіри, і відео висвітлює різні стадії диференціації, які проходять клітини HaCaT.
Посилання
- Angel P та Karin M: Роль Jun, Fos та комплексу AP-1 у проліферації та трансформації клітин. Biochim Biophys Acta 1072:129-157, 1991 Argyris TS: Регуляція гіперпластичного росту епідермісу. Crit Rev Toxicol 9:151-200, 1981
- Baden HP, Kubilus J, Kvedar JC, Steinberg ML, Wolman SR: Виділення та характеристика спонтанно виниклої довгоживучої лінії людських кератиноцитів (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: Мутації p53 у лініях безсмертних епітеліальних клітин людини. 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: Гарячі точки мутацій, спричинені сонячним світлом, у гені p53 немеланомного раку шкіри. Proc Natl Acad Sci USA 90:4216-4220, 1993
- Фусеніг Н.Е., Букамп П. Багатоступеневі процеси та генетичні зміни в імморталізації, злоякісній трансформації та прогресуванні пухлин кератиноцитів шкіри людини. Mol Carcinog. 1998;23(3):144-158.
- Harle-Bachor C, Boukamp P: Активність теломерази в регенеративному базальному шарі епідермісу людської шкіри та в безсмертних і похідних від карциноми кератиноцитах шкіри. Proc Natl Acad Sci USA 93:6476-81, 1996
- Colombo I, Sangiovanni E, Maggio R, et al. Клітини HaCaT як надійна модель диференціації in vitro для аналізу запальної/репаративної реакції кератиноцитів людини. Mediators Inflamm. 2017;2017:7435621.
- Boukamp, P. та ін. Нормальна кератинізація у спонтанно імунізованій анеуплоїдній лінії клітин кератиноцитів людини. J. Cell Biol. 106, 1996, 761–771.
- Гіббс, Грем: Аналіз якісних даних. Набір для якісних досліджень Sage. Лондон: Sage 978-0-7619-4980-0.
- Hedrick TE, Bickman L, Rog DJ. 1993. Дизайн прикладних досліджень: практичний посібник. Sage: Лондон
- Букамп П., Петрусевська Р. Т., Брейткройц Д., Хорнунг Дж., Маркхем А., Фузениг Н. Е. Нормальна кератинізація у спонтанно імунізованій анеуплоїдній лінії клітин кератиноцитів людини. Cell Biol. (1988); 106: 761–771.