תאי HaCaT – חקר ביולוגיה ומחלות העור

מאפיינים גנטיים ומקור תאי HaCaT

תאי HaCaT הם קו תאים קרטינוציטים אנושיים שהפכו לאלמותיים באופן ספונטני, שמקורם בעור של מבוגרים ומייצגים מסלול אבולוציוני ייחודי. לתאים אלה יש מוטציות בשני האללים של הגן p53, דבר האופייני למוטציות הנגרמות על ידי קרינת UV [3,4]. בנוסף, ההנחה היא שתאי HaCaT נוצרו כתוצאה ממוטציות בגן p53, המדכא גידולים, ולאחר מכן אובדן גנים הקשורים להזדקנות [5].

גן מדכא הגידול p53, הידוע בתפקידו בתיקון ה-DNA וכשומר הגנום, מעורר את תגובת העור האנושי לנזק ב-DNA [4]. נצפה שתאי HaCaT איבדו חלקית את מנגנון ההגנה שלהם מפני נזק ל-DNA עקב מוטציה בגן p53 in vivo, מה שהופך אותם לפגיעים להצטברות שינויים ציטוגנטיים בתגובה לטמפרטורות תרבית גבוהות. מנגנון נוסף של הנצחת תאי HaCaT כרוך בפעילות מוגברת של אנזים הטלומראז [7]. בתאים נורמליים, הטלומרים מתקצרים ברציפות עם כל חלוקת תאים עד להגעה להזדקנות תאית. טלומראז הוא קומפלקס אנזימים תאי מיוחד בעל פעילות טרנסקריפטאז הפוכה, השומר על אורך טלומר יציב. לעומת זאת, תאי HaCaT מפגינים פעילות טלומראז מוגברת באופן משמעותי, מה שמביא לשמירה טובה על אורך הטלומרים. תצפיות אלו מאששות את תפקידו של הטלומראז בתהליך הפיכת תאי HaCaT לבלתי-מותיים.

זוהו שלוש טרנסלוקציות כרומוזומליות ספציפיות המובילות לאובדן עותק אחד מזרועות הכרומוזומים 3p, 4p ו-9p, לרווח של 9q ולהיווצרות איזוכרומוזום. אובדן הזרוע הקצרה של כרומוזום 3p עשוי להוביל לאובדן גנים של הזדקנות ולהפיכת תאי HaCaT לתאים בני אלמוות [8]. תאי HaCaT הם היפודיפלואידים ובעלי כרומוזומי סמן מובחנים ויציבים המייצגים את מקורם המונוקלונלי. המאפיינים והראש של קו התאים HaCaT אושרו באמצעות טביעת אצבעות DNA עם סמני מיני-לוויינים היפר-משתנים [3-6].

כיצד לקצור תאי HaCaT ב-5 שלבים פשוטים

4. הסירו את מצע התרבית ושטפו את התאים הנצמדים באמצעות 3-5 מ"ל של PBS ללא סידן ומגנזיום עבור צלוחיות T25 או 5-10 מ"ל עבור צלוחיות T75.
5. הוסף 1-2 מ"ל של תמיסת EDTA 0.05% טרייה לכל בקבוק T25, או 2.5 מ"ל לכל בקבוק T75, תוך הקפדה על כיסוי כל שכבת התאים, והדגיר בטמפרטורה של 37°C למשך 10 דקות.
6. הוסף 1 מ"ל של תמיסת טריפסין/EDTA (0.05%/0.025%) טרייה לכל בקבוק T25, או 2.5 מ"ל לכל בקבוק T75, שוב תוך הקפדה על כיסוי מלא של יריעת התאים. התאים אמורים להתנתק תוך 1-2 דקות.
7. עצרו את פעילות הטריפסין על ידי הוספת מצע תרבית תאים המכיל FBS.
8. העבירו את התאים לבקבוקים חדשים המכילים מצע תרבית תאים טרי.

יישומים של תאי HaCaT

תאי HaCaT הם כלי חשוב לחקר קרטינוציטים [9]. תאים אלמותיים אלה מתפקדים כתאים טרום-סרטניים ויכולים לספק תובנות לגבי השינויים הכרוכים בהפיכה ממאירה וסרטנית [10]. תרבויות תאי HaCaT בשכבה אחת חיוניות ליישומים של ניתוח רעילות תאית וריפוי פצעים במבחנה. תאי HaCaT יכולים לשמש גם להערכת רעילות עורית הנגרמת על ידי חומרים שונים ותהליכים נאופלסטיים או דלקתיים. ניתן להשתמש בהם לניתוח מנגנונים שונים של תגובות אלרגיות עוריות, השפעות של רדיקלים חופשיים והקרנת UV. עם גירוי, תאי HaCaT יכולים להתמיין ולהביע סמנים ספציפיים להתמיינות, כגון אינבולוקרין, K14 ו-K10. תאי HaCaT משמשים גם באופן נפוץ כמודל לחקר הפתופיזיולוגיה של הומאוסטזיס אפידרמי [6].

סרטונים מומלצים: מסע אל עולמם של תאי HaCaT

"נדידת תאי HaCaT": סרטון זה מציג את תהליך נדידת התאים בתאי HaCaT. נדידת תאים היא תהליך חיוני למגוון תהליכים ביולוגיים, כגון ריפוי פצעים וגרורות סרטניות. הסרטון מדגים את תנועת תאי HaCaT תחת מיקרוסקופ, ומספק ייצוג חזותי של אופן הנדידה של תאים אלה. ניתן לצפות בפעילות התאים בזמן שהם נעים ממקום למקום, והסרטון מספק המחשה ברורה של השינויים המתרחשים בתאים במהלך תהליך זה.

"בדיקת שריטה שבוצעה על תאי HaCaT": סרטון זה מציג בדיקת שריטה שבוצעה על תאי HaCaT. בדיקת ה-Scratch Assay היא טכניקה נפוצה לחקר נדידת תאים, ובמקרה זה היא משמשת לניתוח נדידת תאי HaCaT. הסרטון מדגים את תהליך יצירת שריטה על פני צלחת תרבית תאים, אשר נצפית לאחר מכן תחת מיקרוסקופ כאשר תאי HaCaT נודדים וסוגרים את הפער לאורך זמן.

"גידול תאי קרטניציטים מסוג HaCaT לניסויי ריפוי פצעים": סרטון זה מדגים את תהליך גידול תאי הקרטניציטים מסוג HaCaT לניסויי ריפוי פצעים. תאי קרטניציטים מסוג HaCaT הם קו תאים הנמצא בשימוש נרחב במחקרים על ריפוי פצעים.

"הבחנה של תאי HaCaT": סרטון זה מציג את השלבים הדרושים להבחנה של תאי HaCaT. תאי HaCaT יכולים להתמיין לסוגים שונים של תאי עור. הסרטון מדגים את השינויים בתאי HaCaT במהלך ההבחנה, ומציג באופן חזותי את הסמנים והמאפיינים השונים של ההבחנה. תהליך ההבחנה חיוני לתפקוד תקין של העור, והסרטון מדגיש את השלבים השונים של ההבחנה שתאי HaCaT עוברים.

מקורות

1. Angel P ו-Karin M: תפקידם של Jun, Fos ומכלול ה-AP-1 בשגשוג התאים ובשינויים בהם. Biochim Biophys Acta 1072:129-157, 1991 Argyris TS: הוויסות של צמיחה היפרפלסטית באפידרמיס. Crit Rev Toxicol 9:151-200, 1981
2. Baden HP, Kubilus J, Kvedar JC, Steinberg ML, Wolman SR: בידוד ואפיון של קו תאי קרטניציטים אנושיים ארוכי חיים (NM-1) שנוצר באופן ספונטני. In Vitro Cell Dev Biol 23(3):205-13, 1987
3. Lehmann TA, Modali R, Boukamp P, Stanek J, Bennett WP, Welsh JA, Metcalf RA, Stampfer MR, Fusenig NE, Rogan EM, Harriss CC: מוטציות p53 בקווי תאים אפיתל אנושיים שהפכו לבלתי-מותיים. Carcinogenesis 14:833-839, 1993
4. Ziegler A-M, Leffell DJ, Kunala S, Sharma HW, Gailani M, Simon JA, Halperin AJ, Baden HP, Shapiro PE, Bale AE, Brash DE: מוקדי מוטציות הנגרמים מקרינת השמש בגן p53 בסרטן עור שאינו מלנומה. Proc Natl Acad Sci USA 90:4216-4220, 1993
5. Fusenig NE, Boukamp P. שלבים מרובים ושינויים גנטיים בהפיכת תאי קרטניציטים בעור האדם לתאים בני אלמוות, בשינוי ממאיר ובהתקדמות הגידול. Mol Carcinog. 1998;23(3):144-158.
6. Harle-Bachor C, Boukamp P: פעילות טלומראז בשכבת הבסיס הרגנרטיבית של האפידרמיס בעור אנושי ובקרטינוציטים עוריים בלתי-מותיים ונגזרים מקרצינומה. Proc Natl Acad Sci USA 93:6476-81, 1996
7. Colombo I, Sangiovanni E, Maggio R, et al. תאי HaCaT כמודל הבחנה אמין במבחנה לניתוח התגובה הדלקתית/התיקון של קרטינוציטים אנושיים. Mediators Inflamm. 2017;2017:7435621.
8. Boukamp, P. et al. קרטיניזציה תקינה בקו תאים אנושי של קרטינוציטים אנאופלואידים שהפכו לאלמותיים באופן ספונטני. J. Cell Biol. 106, 1996, 761–771.
9. Gibbs, Graham: ניתוח נתונים איכותניים. ערכת המחקר האיכותני של Sage. לונדון: Sage 978-0-7619-4980-0.
10. Hedrick TE, Bickman L, Rog DJ. 1993. תכנון מחקר יישומי: מדריך מעשי. Sage: לונדון
11. Boukamp P. Petrussevska R. T. Breitkreutz D. Hornung J. Markham A. Fusenig N. E. קרטיניזציה תקינה בקו תאים אנושי של קרטינוציטים אנאופלואידים שהונצחו באופן ספונטני.  Cell Biol. (1988);106:761–771.