Клітини HuH7: Шлюз до дослідження гепатоми та вірусного гепатиту С

Клітинна лінія HuH7, отримана з гепатоми людини, являє собою увіковічену колекцію пухлинних епітеліоподібних клітин. Ця лінія, разом з її похідними HuH7.5 і HuH7.5.1, слугує практичним сурогатом первинних гепатоцитів в експериментальних умовах. Він переважно використовується в моделях клітинних культур для дослідження інфекції вірусу гепатиту С (ВГС) та патофізіології гепатоми.

Походження та характеристики клітин HuH7

Розуміння походження, ключових особливостей та оптимальних умов культивування клітинної лінії HuH7 є важливим перед її застосуванням у дослідженнях.

Клітинна лінія HuH7 була створена Сато (Sato, J.) і Накабайші (Nakabayshi, H.) у 1982 р., отримана з високодиференційованої лінії раку гепатоцитів. Спочатку вона була отримана з гепатоцелюлярної карциноми 57-річного японського чоловіка. Характеризуючись здатністю виробляти різні фізіологічно важливі речовини, такі як альбумін і альфа-фетопротеїн, клітини HuH7 демонструють високу чутливість до інфекції ВГС, що робить їх придатними для використання в системах реплікації ВГС. Ця особливість робить клітинну лінію цінною для скринінгу та розробки анти-ВГС терапії. Клітини HuH7 мають епітеліальну морфологію, гексагональну форму та прилипають до поверхонь, утворюючи 2D моношари під час росту. в середньому клітини HuH7 мають діаметр 21,9 мкм, з тенденцією до більшого, сплющеного вигляду. Клітинна лінія HuH7 характеризується гетерогенним числом хромосом, яке зазвичай коливається між 55 і 63, що відображає генетичну варіабельність всередині клітинної популяції. Ця гетерогенність є наслідком селективного тиску, з яким стикаються під час культивування клітин, і може змінюватися в різних лабораторних умовах.

Порівняльний аналіз: клітинні лінії HuH7 та HuH7.5

Клітинна лінія HuH7.5, похідна HuH7, відрізняється насамперед міссенс-мутацією в гені RIG-I (DDX58), що має вирішальне значення для внутрішньоклітинної противірусної відповіді. Ця мутація підвищує пермісивність клітин HuH7.5 до реплікації геномної та субгеномної РНК ВГС, що відрізняє їх від вихідної лінії HuH7 з точки зору корисності у вірусологічних дослідженнях.

Культивування клітин HuH7: Основні протоколи для оптимального росту

Клітини HuH7, які є невід'ємною частиною безлічі наукових досліджень, потребують точних умов культивування для свого процвітання. У цьому розділі розглядаються фундаментальні аспекти культивування клітин HuH7, що забезпечують їх фізіологічну релевантність у наукових дослідженнях.

Динаміка часу подвоєння

Час подвоєння клітин HuH7 зазвичай становить 24 години, хоча варіації поживних середовищ можуть подовжувати цей період до 36-48 годин, що підкреслює вплив умов навколишнього середовища на проліферацію клітин.

Характеристики адгезії

Клітини HuH7 переважно утворюють двовимірний моношар, прилипаючи до поверхонь планшетів і колб, що підкреслює їхню перевагу до стабільного фізичного субстрату над суспензійними культурами.

Оптимальна щільність посіву

Підтримання злиття клітин HuH7 в межах 30-90% є критично важливим для запобігання зниженню швидкості проліферації після досягнення 90% злиття. Субкультивування з аккутазою полегшує відокремлення клітин, дозволяючи здійснювати посів за щільності, адаптованої до експериментальних потреб, від оптимальної (2×10⁴ клітин/см²) до рівня насичення (6×10⁴ клітин/см²).

Поживні потреби

Модифіковане орлине середовище Dulbecco (DMEM) з високим вмістом глюкози, доповнене 10% фетальної сироватки великої рогатої худоби (FBS), забезпечує ідеальне поживне середовище для клітин HuH7. Регулярне оновлення середовища, в ідеалі 2-3 рази на тиждень, має вирішальне значення для підтримання здоров'я клітин.

Умови навколишнього середовища

Зволожений інкубатор, налаштований на 5% CO₂ і 37°C, оптимально підтримує культуру клітин HuH7, імітуючи фізіологічні умови, сприятливі для клітинної активності.

Довготривале зберігання

Для тривалого зберігання клітини HuH7 слід зберігати в паровій фазі рідкого азоту, щоб зберегти їх життєздатність для майбутніх досліджень.

Кріоконсервування та відновлення

Застосування техніки поступового заморожування має першорядне значення для збереження життєздатності клітин під час кріоконсервування. Клітини слід суспендувати в спеціально розробленому середовищі для заморожування, такому як CM-1, що забезпечує плавний перехід до кріогенного зберігання. Після розморожування для відновлення клітинних культур необхідне швидке, але м'яке відродження на водяній бані при 37°C з подальшим центрифугуванням для видалення середовища заморожування і ресуспендуванням у свіжому живильному середовищі.

Міркування щодо біобезпеки

Для роботи з клітинною лінією HuH7 та її розмноження рекомендується дотримуватися протоколу біобезпеки 1-го рівня, що відповідає стандартам безпеки та етики в лабораторних умовах.

Дотримуючись цих ретельно описаних умов культивування, дослідники можуть забезпечити надійний ріст і фізіологічну придатність клітин HuH7 у своїх наукових дослідженнях, прокладаючи шлях до революційних відкриттів у вивченні гепатоми та вірусу гепатиту С.

Досліджуйте клітини HuH7 для наукових проривів

Клітини HuH7: Переваги та недоліки

Клітинна лінія HuH7 має як переваги, так і обмеження одночасно. Давайте розглянемо потенційні переваги та недоліки цієї лінії клітин, оскільки це може допомогти вам вирішити, чи підходить вона для ваших експериментів.

Переваги клітинної лінії HuH7

Клітини HuH7 мають багато характерних особливостей, які роблять їх привабливими для використання в дослідженнях.

• Простота розмноження: На відміну від інших клітинних ліній гепатоми людини, клітини лінії HuH7 можна легко вирощувати без додавання сироватки, однак CLS рекомендує використовувати середовище RPMI 1640 з 10% FBS і 2 мМ L-глутаміну. Клітини HuH-7 виділяють фактор росту, який допомагає клітинам рости без сироватки.
• Гнучкість трансфекції: Клітинна лініяHuH7 широко використовується для трансфекції завдяки своїй високій сприйнятливості до геному ВГС. Тому ці клітини є ключовими для скринінгу та розробки анти-ВГС препаратів.
• Альтернатива людським гепатоцитам: Клітинна лінія HuH7 є чудовим замінником людських гепатоцитів. Вона може допомогти дослідникам вивчати печінкові транспортери ліків і зрозуміти взаємодію певних препаратів з MRP (білками, асоційованими з множинною лікарською резистентністю).
• Розробка мишачої моделі ксенотрансплантата: Клітини HuH7 були використані для створення ксенотрансплантаційної моделі миші на основі клітинної лінії. Ця модель тварин може надати дослідникам цінну інформацію про інгібітори протеїнкіназ та протиракову терапію.
• Дослідження раку: Клітинна лінія HuH7 - це лінія клітин раку печінки людини, яка допомагає дослідникам проводити дослідження раку печінки.

Обмеження клітинної лінії HuH-7

Існують деякі обмеження, пов'язані з культивуванням клітинної лінії HuH7.

Мікробне забруднення: Бактеріальне забруднення є найпоширенішою проблемою в культурі клітин. Коли трапляється інфекція, її можна відрізнити за зміною рН і помутнінням культурального середовища. Серед бактеріальних забруднень мікоплазмове забруднення зазвичай не є очевидним. Однак воно повільно впливає на морфологію, експресію генів та інші характеристики клітинної лінії.

Період культивування: Хоча клітинна лінія HuH7 є безсмертною, перевищення періоду культивування може поступово впливати на здоров'я клітин. Це може вплинути на швидкість проліферації та експресію генів, що може знизити відтворюваність результатів. Для клітинної лінії HuH7 кількість пасажів не повинна перевищувати 20-25.

Застосування клітин HuH-7

Ця клітинна лінія, отримана з гепатоми людини, має багато застосувань в дослідженнях. Нижче ми описуємо декілька напрямків досліджень з використанням клітинної лінії HuH7.

1. Резистентність до ліків: HuH7 - це клітинна лінія гепатоцелюлярної карциноми (ГЦК), яка може бути використана для вивчення лікарської стійкості до потенційних методів лікування раку печінки. У дослідженні, проведеному в 2021 році, клітини HuH7, які були експериментально стійкими до сорафенібу, використовували для розробки нових ефективних терапевтичних засобів - пептидів самозбірки, що накопичуються в мітохондріях.

2. Генетичне розуміння та молекулярне профілювання за допомогою клітин HuH7: Окремі клітинні лінії HuH7, включаючи різні похідні та варіанти, дозволили глибше зрозуміти експресію генів та роль специфічних геномних маркерів у захворюваннях. Такі методи, як раманівська спектроскопія, розроблені такими дослідниками, як Євген Гладилін, були застосовані до клітин HuH7 для молекулярного та клітинного профілювання, що дозволило краще зрозуміти клітинну відповідь на вірусну інфекцію. Потенціал раманівської спектроскопії в поєднанні з такими методами, як кількісна протеоміка, сприяв дослідженню відповідей клітин-хазяїв, включаючи реакцію інтерферону та зміни в ліпідних краплях, які є критично важливими для розуміння реплікації ВГС та впливу атипової пневмонії. Експресію різних онкогенних маркерів можна досліджувати, щоб зрозуміти їхню поведінку у відповідь на будь-яке лікування, як, наприклад, у дослідженні, в якому використовували клітини HuH7 для вивчення впливу сполуки кемпферолу на структуру експресії генів MMP9 і AKT шляхів. Ці шляхи регулюють метастазування та інвазивність гепатоцелюлярної карциноми. Інше нещодавнє дослідження також вивчало роль гена сигнального каскаду Wnt/β-катеніну у виживанні та рості клітин ГЦК.

3. Розробка ліків: Клітини HuH7 широко використовуються для скринінгу та розробки ліків проти раку печінки. Було проведено багато досліджень для вивчення інгібуючого потенціалу багатьох рослинних екстрактів, сполук на рослинній основі, наночастинок та інших терапевтичних агентів проти ГЦК. Дослідження, проведене у 2022 році, вивчало проапоптичні та протиракові властивості радіонукліду проти гепатоцелюлярної карциноми з використанням клітинної лінії HuH7.

4. Клітини HuH7: Центр вірусних досліджень та клітинного аналізу Клітини HuH7 стали наріжним каменем у вивченні вірусних інфекцій та інфекційних захворювань, зокрема вірусу гепатиту С (ВГС) та їх взаємодії з коронавірусами, такими як SARS-CoV-2, що спричинив коронавірусну хворобу 2019 року (COVID-19). Розробка експериментальних систем культури клітин ВГС (HCVcc) з використанням клітин HuH7 значно розширила наші можливості у вивченні складного процесу реплікації ВГС та факторів хазяїна, необхідних для інфікування ВГС. Це включає вивчення ефективності реплікації РНК ВГС та виробництва інфекційних віріонів. Різні лінії клітин HuH7, включаючи старіючі та інфіковані варіанти, забезпечують різноманітну панель для дослідження множинності інфекції, вірусної реплікації та механізмів пригнічення проти таких вірусів, як SARS.

Таким чином, дослідження клітин HuH7 охоплює широкий спектр наукових запитів - від молекулярних механізмів, що лежать в основі вірусних інфекцій, до детальних клітинних відповідей, викликаних цими патогенами. Через призму досліджень HuH7 наукова спільнота продовжує розкривати складну динаміку взаємодії хазяїна і вірусу, сприяючи розвитку противірусних стратегій і нашому розумінню клітинних детермінант вірусних захворювань.

Публікації HuH-7

Існує безліч публікацій з використанням клітинної лінії HuH7 для різних цілей. Тут ми згадуємо кілька останніх і значущих публікацій.

• Застосування пептидів самозбірки, націлених на мітохондрії, як нового методу лікування клітин гепатоцелюлярної карциноми, резистентних до сорафенібу.

Це дослідження було опубліковане в журналі Nature Scientific Reports у 2021 році. У дослідженні використовували експериментально індуковані сорафеніб-резистентні клітини гепатоцелюлярної карциноми (клітинна лінія HuH7) для вивчення проапоптичних та протипухлинних ефектів нещодавно розроблених Mito-FF (пептидів самозбірки, що накопичуються в мітохондріях).

• Кемпферол пригнічує міграцію клітин гепатоцелюлярної карциноми людини шляхом пригнічення сигналізації MMP-9 та Akt

Ця стаття була опублікована в журналі Environmental Toxicology По-Чунг Джу (Po-Chung Ju) та його колегами в 2021 році. У цьому дослідженні вчені вивчили антиметастатичний потенціал рослинної сполуки кемпферолу проти клітин гепатоцелюлярної карциноми (HuH7). Крім того, вони також вивчили сигнальні шляхи, що регулюють метастазування та інвазію клітин раку печінки.

• Дафнетин пригнічує виживання клітин гепатоцелюлярної карциноми через регуляцію сигнального шляху Wnt/β-катеніну

Ця стаття була опублікована в журналі Drug Development Research у 2022 році. Це дослідження пояснює протиракову роль сполуки дафнетину проти ГЦК. Ця сполука рослинного походження інгібує сигналізацію Wnt/β-катеніну, щоб обмежити ріст ракових клітин.

• RGFP966 пригнічує ріст і міграцію пухлини шляхом пригнічення експресії EGFR в клітинах гепатоцелюлярної карциноми in vitro

Ця наукова стаття, опублікована в журналі Drug Design, Development, and Therapy, описує роль сигналізації EGFR у рості та метастазуванні гепатоцелюлярної карциноми. У дослідженні використовували клітини HuH7 для вивчення інгібуючого впливу RGFP966, інгібітора гістондеацетилази 3 (HDAC3), на ГЦК шляхом пригнічення генів сигнального шляху EGFR.

• Перфенат ренію (188ReO4) індукує апоптоз та зменшує раковий фенотип у клітинах раку печінки

Ця публікація в журналі Cells вказує на використання клітин лінії HuH7 для дослідження анти-HCC потенціалу радіонукліду, тобто перренату ренію.

• Противірусна активність хітозанових наночастинок, інкапсульованих куркуміном, проти вірусу гепатиту С генотипу 4а в клітинних лініях гепатоми людини

Це дослідження опубліковане в Міжнародному журналі наномедицини. У дослідженні використовували клітини HuH7 для вивчення противірусної активності куркумінвмісних наночастинок хітозану проти вірусу гепатиту С генотипу 4а.

Ресурси HuH-7: Протоколи, відео та інше

Існує багато ресурсів для культивування та підтримки клітинної лінії HuH7. Тут ви дізнаєтесь про ресурси, доступні для пояснення протоколів культивування та трансфекції клітин HuH7, а також про навчальні відеоролики.

Протоколи культивування клітин

Наступні ресурси допоможуть вам розпочати роботу з культивуванням та підтриманням лінії HuH7.

• Інформація та ресурси про культуру клітин HuH-7: Цей веб-сайт містить багато корисної інформації, включаючи протокол субкультивування клітинної лінії HuH7, її зберігання та поводження з нею.

• Протокол культивування клітин HuH7

Протоколи трансфекції HuH7

Клітини HuH7 трансфікують різними способами. Наступні ресурси містять велику кількість інформації щодо протоколів трансфекції, необхідних реагентів та хімічних речовин, корисних порад та застережних заходів.

Відео про клітинну лінію HuH7

Існує багато навчальних відеороликів, присвячених базовому культивуванню, протоколам перещеплення та трансфекції тощо.

• Пасажування клітин: Основи культури клітин: Це відео про базовий протокол культивування клітинної лінії.

Ми сподіваємося, що інформація, надана в цій статті, допоможе вам отримати базові та розширені знання про клітинну лінію HuH7 перед початком роботи з нею. Якщо ви хочете використовувати ці клітини у своїй дослідницькій роботі, ви можете замовити їх у нас.

Часті запитання про дослідження клітинної лінії HuH7 та вірусів