Клітини PC-12 — роль клітин PC-12 у нейробіологічних та нейрональних дослідженнях

PC-12 — це імморталізована лінія нейрональних клітин щура, яка використовується в нейробіологічних дослідженнях. Це цінний дослідницький інструмент для вивчення диференціації та проліферації нейрональних клітин. Крім того, дослідники використовують ці клітини для вивчення фізіології нервів, сигнальних шляхів клітин та нейротоксичності. Також їх застосовують у тестуванні лікарських засобів та дослідженнях з їх розробки.

Загальна інформація та походження клітинної лінії PC-12

Перед початком роботи з клітинною лінією надзвичайно важливо розуміти її загальні характеристики та походження. Цей розділ допоможе вам дізнатися найважливішу інформацію про клітинну лінію PC-12. Тут ви дізнаєтеся: Що таке клітинна лінія PC-12 у феохромоцитомі? Як диференціюються клітини PC-12? Яке походження PC12? Який розмір клітини PC12?

• Нейрональні клітини PC12 схожі на первинну культуру фетальних нейронів. Їх було отримано з феохромоцитоми мозкової речовини надниркових залоз щурів. Ці клітини мають ембріональне походження та нагадують суміш еозинофільних і нейробластичних клітин [1].
• Клітини PC12 функціонують як катехоламінові клітини. Вони синтезують, накопичують та секретують дофамін і норадреналін.
• Клітини феохромоцитоми (PC12) мають діаметр від 10 до 12 мкм.
• Клітини PC-12 мають полігональну морфологію.
• Клітини PC-12 мають однорідну та майже диплоїдну кількість хромосом (n = 40).

Культивування клітин PC-12

Нейрональна модель клітинної лінії PC-12 широко використовується в дослідженнях у галузі нейронауки. Для забезпечення простого та ефективного культивування слід знати наступні важливі моменти. У цьому розділі розглядаються середовище для культивування клітин PC-12, час подвоєння, щільність висівання, протоколи культивування клітин та умови.

Ключові моменти культивування клітин PC-12

Час подвоєння популяції:

Час подвоєння клітин PC-12 становить приблизно 40 годин.

Адгезивні або у суспензії:

Нейрональні клітини PC-12 ростуть у невеликих скупченнях у суспензії. Вони погано прилипають до непокритих поверхонь і утворюють скупчення на колагені.

Щільність висівання:

Щільність висівання клітин лінії PC-12 підтримується на рівні 1 × 10^⁴ клітин/см². Для суспензії клітини видаляють із субстрату за допомогою піпетки зі свіжим культуральним середовищем. Для отримання поодиноких клітин їх пропускають через голку 22-го калібру та переливають у нові колби. Для клітин, що ростуть на колагені, клітини промивають PBS і інкубують у розчині для пасажування (TrypleExpress) протягом 10 хвилин. Після цього додають свіже середовище та центрифугують клітини. Потім обережно ресуспендують осад і переносять клітини в культуральну посудину.

Середовище для культивування:

Для культивування клітинної лінії PC 12 використовують RPMI 1640, що містить 10 % сироватки ембріонів великої рогатої худоби, 2,1 мМ стабільного глутаміну та 2,0 г/л NaHCO₃. Середовище оновлюють 2–3 рази на тиждень.

Умови культивування:

Культури PC-12 утримують у зволоженому інкубаторі при температурі 37 °C з подачею 5 % CO₂.

Зберігання:

Клітини PC-12 зберігають у паровій фазі рідкого азоту або при температурі нижче -150 °C для збереження життєздатності клітин протягом тривалого часу.

Процес заморожування та середовище:

Для заморожування клітин PC-12 використовують середовища CM-1 або CM-ACF. Застосовується метод повільного заморожування, що дозволяє температурі знижуватися на 1 °C. Це запобігає шоку клітин та зберігає їх життєздатність.

Процес розморожування:

Заморожені клітини PC-12 розморожують у водяній бані при температурі 37 °C. Після цього до клітин додають свіже середовище та центрифугують. Це допомагає видалити залишки середовища для заморожування. Зібрані клітини ресуспендують та переносять у колбу зі свіжим середовищем для культивування. Відновлення після заморожування займає майже 24 години.

Рівень біобезпеки:

Для культивування нейрональних клітин PC12 необхідна лабораторія 1-го рівня біобезпеки.

Опубліковано: 2023 | Останній перегляд: травень 2026

Клітинна лінія PC-12: переваги та обмеження

Клітинна лінія PC-12 має деякі характерні особливості, що відрізняють її від інших нейрональних клітинних ліній. У цьому розділі детально розглянуто переваги та обмеження, пов’язані з використанням цієї клітинної лінії в наукових дослідженнях.

Переваги

• Простота культивування: Клітини PC-12 є стійкими та відносно простими у культивуванні, що робить їх доступними для різних лабораторних умов та дослідницьких цілей.
• Нейрональна диференціація: їх можна індукувати до диференціації в нейроноподібні клітини, що робить їх чудовою моделлю для вивчення процесів нервового розвитку, диференціації та процесів, пов’язаних з нейрогенезом.
• Універсальність у дослідженнях: клітини PC-12 використовуються в широкому спектрі нейробіологічних досліджень, включаючи вивчення нейротоксичності, нейропротекції та механізмів, що лежать в основі нейродегенеративних захворювань.
• Висока ефективність трансфекції: Вони демонструють високу ефективність трансфекції, що полегшує генетичні маніпуляції та робить їх придатними для досліджень, пов’язаних з експресією та функцією генів.

Обмеження

• Нелюдське походження: Отримані з феохромоцитоми щура, їхнє нелюдське походження обмежує їхню застосовність у певних сферах досліджень, специфічних для людини, і може не повністю відображати фізіологію нервової системи людини.
• Гетерогенність: під час диференціації клітини PC-12 можуть виявляти значну гетерогенність за морфологією та функцією, що може ускладнити інтерпретацію результатів експериментів.
• Обмежений термін життя: Хоча клітини PC-12 відносно легко культивувати, вони мають обмежений термін життя, що може створювати труднощі для довготривалих експериментів.

Клітинна лінія PC-12: універсальний інструмент у нейробіологічних дослідженнях та дослідженнях раку

Клітинні лінії PC12, що походять із феохромоцитоми щура, відіграють ключову роль у нейробіологічних дослідженнях і відомі своїми характерними нейрональними проявами, такими як ріст нейритів у відповідь на фактор росту нервів (NGF). Універсальність клітин PC12 широко використовується в нейробіології для вивчення нейральної диференціації, реакцій на нейротрофічні фактори та оцінки нейротоксичності. Ця унікальна здатність до диференціації в нейроноподібні клітини під впливом NGF робить їх незамінним ресурсом для дослідників, які вивчають складнощі роботи нервової системи.

Нейрорегенерація та клітинна диференціація

Цікаво, що в одному дослідженні вивчався вплив стовбурових клітин зубної пульпи та похідних від них факторів на диференціацію, виживання та розмноження клітин PC12, що відкрило багатообіцяючі шляхи для нейрорегенерації [3]. В іншому дослідженні було висвітлено роль остеокальцину — білка кісткового походження, відомого своєю здатністю зв’язувати кальцій, — як фактора, що сприяє виживанню, проліферації та диференціації клітин PC12 [4], підкресливши потенціал цього білка у посиленні нейрональних властивостей.

Скринінг лікарських засобів та нейропротекція

Застосування клітин PC12 поширюється на скринінг лікарських засобів, зокрема для оцінки нейропротекторних та нейродегенеративних сполук, що є критично важливим етапом у пошуку нових методів лікування нейродегенеративних захворювань. Наприклад, дослідження підкреслило нейропротекторні властивості α-бісабололу в моделі хвороби Паркінсона з використанням клітин PC12, продемонструвавши здатність α-бісабололу пом’якшувати амілоїдогенез та апоптоз, одночасно модулюючи нейротоксичні ефекти бета-амілоїду [5].

Клітинна трансформація та нейронні мережі

Процес диференціації клітини PC-12 у нейроноподібну структуру розпочинається під впливом NGF — ключового білка, необхідного для росту та виживання нейронів. Вплив NGF на клітини PC-12 активує складні внутрішньоклітинні шляхи, створюючи основу для їхньої трансформації. Ця метаморфоза є поступовим розкриттям клітинного потенціалу, яке можна спостерігати під мікроскопом, коли клітини витягують нейрити та формують зв’язки, подібні до нейронних мереж.

Морфологічні зміни та нейрональний фенотип

Диференціація зумовлює значні морфологічні та функціональні зміни в клітинах PC-12. З їхньої початкової круглої або злегка видовженої форми, коли вони ростуть у суспензії або у вигляді адгезивного моношару, обробка NGF спонукає їх до утворення видовжених нейритів, що свідчить про глибокий перехід до нейронального фенотипу. Ці відростки нейритів мають вирішальне значення для клітинної комунікації та взаємодії, відображаючи зв’язність, притаманну нейрональним тканинам.

Дослідження раку та клітинні механізми

У дослідженнях раку нейрональна модель, яку представляють клітини PC12, є актуальною завдяки їхньому пухлиногенному походженню. Ці клітини відіграють важливу роль у вивченні механізмів проліферації, інвазії та міграції ракових клітин. У дослідженні 2020 року було детально вивчено вплив екстракту Ferula assa-foetida на проліферацію клітин PC12, що пролило світло на його потенційні терапевтичні застосування [7].

Дослідження інсульту та нейропротекторні стратегії

Крім того, клітини PC12 ADH — варіант, що прилипає до поверхонь культивування, — дають змогу проводити поглиблений аналіз морфології клітин та їхніх реакцій на такі подразники, як дефіцит кисню та глюкози, слугуючи важливою моделлю для досліджень інсульту та оцінки нейропротекторних засобів. Швидкий час подвоєння клітин PC12, що становить від 24 до 48 годин, підкреслює їхню ефективність у динамічних дослідженнях, де темпи проліферації клітин мають вирішальне значення.

Заключні зауваження щодо застосування клітин PC12

По суті, клітини PC12 та їхні похідні є універсальною моделлю для широкого спектру дослідницьких застосувань, що охоплюють нейробіологію, розробку лікарських засобів та дослідження раку. Кожне застосування надає важливі відомості про клітинні реакції, прокладаючи шлях для терапевтичних інновацій та поглиблюючи наше розуміння складних біологічних процесів.

Література

1. Wu, C. та ін., Ікаріін сприяє відновленню клітин PC12 шляхом інгібування стресу ендоплазматичного ретикулуму. BMC Complement Med Ther, 2021. 21(1): с. 69.
2. Sultan, N., et al., Стовбурові клітини зубної пульпи стимулюють нейрональну диференціацію клітин PC12. Neural Regeneration Research, 2021. 16(9): с. 1821.
3. Ando, E. та ін., Остеокальцин сприяє проліферації, диференціації та виживанню клітин PC12. Biochemical and Biophysical Research Communications, 2021. 557: с. 174–179.
4. Шанмуганатан, Б. та ін., Антиамілоїдогенний та антиапоптотичний ефект α-бісабололу проти індукованої Аβ нейротоксичності в клітинах PC12. European journal of medicinal chemistry, 2018. 143: с. 1196–1207.
5. Фудзіта, К., П. Лазаровічі та Г. Гурофф, «Регуляція диференціації клітин феохромоцитоми PC12». «Environ Health Perspect», 1989. 80: с. 127–42.
6. Абруді, М. та ін., Антипроліферативний вплив екстракту Ferula assa-foetida на ракові клітини PC12 та MCF7. Int J Biomed Engg Clin Sci, 2020. 6(3): с. 60–67.