發佈日期：2023年 | 最後審閱日期：2026年5月

HEK293 細胞：現代細胞研究與生物技術的基石

人類胚胎腎 293（HEK293）細胞是一種人類胚胎腎細胞系，因其多功能性及在廣泛研究應用中的實用性，而在科學界廣受歡迎。 該細胞系建立於 1970 年代初期，此後一直被用於疫苗開發、癌症研究、藥物測試及訊號傳導等領域。本篇部落格文章將深入探討 HEK293 細胞系的各個面向，包括其起源、培養資訊、優缺點、應用領域及相關資源。

HEK293 細胞：一般資訊與來源

何謂 HEK293 細胞？

HEK293 細胞是一種人類胚胎腎細胞系，源自一名父母身份不明、經選擇性終止妊娠的人類胚胎之腎臟組織。 該細胞系由荷蘭生物學家 Alex Van der Eb 於 1970 年代初期建立。後來，研究員 Frank Graham 透過截短型 5 型腺病毒進行轉化，使該細胞系獲得永生化。

起初，這些細胞似乎難以進行轉化。然而，經過持續不懈的努力，最終從一個孤立的單一轉化克隆中成功培育出細胞[1]。 透過第5型腺病毒對該細胞進行轉染，使得E1A和E1B基因被整合到細胞基因組中，這不僅能防止細胞死亡，還能促進蛋白質的豐沛產製。在獲得永生化之前，這些胎兒腎臟細胞並未經過充分的特性鑑定，因此其確切的細胞類型尚不明確。

胚胎腎臟由內皮細胞、上皮細胞和成纖維細胞組成，因此 HEK 293 細胞很可能屬於這些細胞類型之一。然而，根據其 mRNA 和基因產物分析，這些細胞更像是神經元細胞。這可能是因為添加 Ad5 改變了細胞表型和基因表達所致。 趣聞：HEK293 中的「293」指的是 Graham 進行的第 293 次實驗。

趣聞：HEK293 中的「293」是指 Graham 進行的第 293 次實驗。

HEK293 細胞的特徵

• 形態學
• 細胞大小
• 基因組與倍性（染色體數）

HEK293 細胞的形狀類似上皮細胞。胚胎腎臟主要由成纖維細胞、內皮細胞和上皮細胞組成。因此，293 細胞的形狀與其中一種細胞類型相似。

HEK 293 細胞的大小介於 11 至 15 µm 之間，此數值可能受培養條件影響。在培養過程中，當細胞附著於表面時可能呈現扁平狀，而在懸浮培養時則可能呈現圓形。 HEK293 細胞屬於低三倍體，約 30% 的 HEK293 細胞具有 64 條染色體的模態倍性，但部分細胞的染色體數甚至更多。 此外，這些細胞還擁有三份 X 染色體，且有長達 4 千鹼基對的腺病毒 5 型片段整合至第 19 號染色體中。

HEK293 與 HEK293T 細胞系的比較

已有許多衍生細胞系源自親代 HEK 293 細胞，例如常見的 293 細胞衍生系 HEK293T 和 HEK293F 細胞。 HEK293T 細胞是最廣泛使用的衍生物之一，是透過將一種溫度敏感型 SV40 T 抗原突變體整合到原始 HEK 293 細胞基因組中而製成的。 T-抗原的表達使得當含 SV40 複製起始點的質體轉染至 293-T 細胞時，能促使質體複製，從而提高重組蛋白的產量 [2]。有關 HEK 細胞系衍生物（包括其開發與特性）的更多資訊，請參閱這篇綜述文章。

HEK293 細胞培養基礎：逐步指南

培養條件

資訊

細胞倍增時間

HEK293 細胞系的倍增時間介於 24 至 45 小時之間，平均為 30 小時。

貼壁培養或懸浮培養

HEK293 細胞可採用貼壁或懸浮培養方式。貼壁細胞會形成單層，而懸浮培養則會形成球體。

接種密度

在生長階段，當細胞匯合度達 80-90% 時進行傳代。使用 Accutase 將細胞剝離，並以 1 至 4 × 10⁴ 細胞/cm² 的密度接種。若接種密度為 1 × 10⁴ 細胞/cm²，則 4 天內將形成完全匯合的單層。

生長培養基

使用含 2 mM L-谷氨醯胺及 10% 胎牛血清 (FBS) 的 Eagle 最小必需培養基 (EMEM) 進行培養。每週更換培養基兩次。

培養條件（溫度、CO₂）

為達到最佳生長效果，請將培養皿置於 37 °C 且供應 5% CO₂ 的加濕培養箱中。

儲存

為長期保存，請儲存於液態氮的氣相或液相中。請避免儲存於 -80 °C 冷凍庫中，以免影響細胞存活率。

冷凍程序與培養基

為達到最佳保存效果，請採用緩慢冷凍法。請使用 CLS 提供的 CM-1 或 CM-ACF 冷凍培養基進行冷凍。

解凍程序

將冷凍細胞置於 37 °C 水浴中解凍 1-2 分鐘，直至僅剩一小塊冰塊。將細胞懸浮液轉移至離心管中，加入預先加熱的生長培養基，並進行離心以去除冷凍培養基成分。將細胞沉澱重新懸浮於新鮮培養基中，並在最佳條件下進行培養。

生物安全等級

HEK293 細胞需在生物安全等級 1 的環境下進行操作。

為您的研究發現選購 HEK293 細胞

為了您的開創性研究，請考慮選用我們的 HEK293 細胞，該細胞以在基因表達研究和疫苗開發中的多功能性而聞名，其衍生品包括 HEK293T、適於懸浮培養的 HEK293、HEK293T/17、AAV-293 及 2V6.11。 點擊此處探索我們的產品系列，發掘更多可能性，並提升您的實驗成效。

HEK293 細胞系在研究與產業中的應用

HEK293 細胞的應用範圍廣泛且至關重要。它們常被用作表達與生產重組蛋白的系統。由於其源自人類，在這些細胞中產生的蛋白質在結構和功能上更可能與天然的人類對應蛋白相似，這對於治療應用至關重要。

此外，HEK293 細胞常被運用於基因功能與調控的研究中，因其能輕易攝取外來 DNA，使其成為基因操作的絕佳模型。這些細胞在腺病毒載體的生產中也扮演關鍵角色，該載體廣泛應用於基因治療與疫苗開發，包括 COVID-19 疫苗的快速研發。

疫苗與蛋白質生產：HEK 293 細胞適用於大規模蛋白質及治療性疫苗的製造。該細胞系亦進一步用於生成病毒載體，例如腺相關病毒載體和腺病毒載體。 近期，HEK293 細胞已被用於生產一種關鍵的重組蛋白——促紅細胞生成素（EPO）。

藥物測試：HEK293 細胞常被用於測試藥物及天然產物的毒性。

癌症研究：293 細胞具有致瘤性，且關鍵的基因表達變化可能會加劇該細胞系的腫瘤形成。因此，293 細胞系常被用於癌症研究，以釐清其底層分子機制並進行藥物開發。

轉染研究：轉染是指將核酸導入細胞的過程，而 HEK293 細胞特別適合進行此過程。關於此主題的更多說明將於下文闡述。

HEK293 在疫苗與蛋白質生產中的角色

在疫苗生產方面，HEK293 細胞對腺病毒疫苗的開發發揮了關鍵作用。其懸浮培養能力使得生產流程能夠進行規模化擴增，這對於滿足全球疫苗需求至關重要。 此外，由於其源自人類，相較於其他細胞系更具優勢，因為它們能夠進行類似人類的翻譯後修飾，從而確保所生產疫苗的生物學效力。

HEK293 細胞的多功能性更延伸至複雜蛋白質的生產，包括用於治療癌症、自體免疫疾病及其他病症的單株抗體和生物相似藥。其精準摺疊與修飾蛋白質的能力，使其成為重組蛋白生產產業的首選。

為何選用 HEK293 細胞進行轉染？

轉染是指將核酸導入細胞的過程，而 HEK293 細胞特別適合進行此過程。HEK293 細胞之所以在轉染中備受青睞，原因有以下幾點：

1. 高轉染效率：HEK293 細胞對外來 DNA 的攝取率極高，這可歸因於其能表達特定病毒基因，從而促進 DNA 進入細胞。
2. 生長能力強：這些細胞生長迅速且相對容易維護，這對於需要快速且可靠結果的實驗非常有利。
3. 適應性強：HEK293 細胞可在多種條件下培養，包括貼壁培養或懸浮培養，因此適合用於大規模蛋白質生產。
4. 人類細胞系：作為人類細胞系，它們為人類生物學提供了更具相關性的生物背景，這在治療性研究中尤為重要，因為人類細胞的反應可預測體內結果。
5. 多功能性：該細胞系能夠產生具有複雜翻譯後修飾的蛋白質，此特性對於許多蛋白質（尤其是治療性抗體）的功能至關重要。 

HEK293 傳代培養方案

所需試劑

1. 1X 磷酸緩衝鹽水 (PBS)
2. 10% 胰蛋白酶-PBS
3. 杜爾貝科改良型伊格爾培養基 (DMEM)

操作步驟

細胞製備

1. 在顯微鏡下檢查 HEK 細胞，確保其匯合度約為 90%。
2. 採用無菌技術清潔工作站，並使用紫外線對通風櫃進行消毒。
3. 用 70% 乙醇擦拭工作檯面。
4. 將所有試劑置於 37°C 水浴中預熱。

計算分裂倍數與接種量

1. 確定分株比例，通常介於 1:5 至 1:20 之間。
2. 使用以下公式計算移液體積：Vp = (S)(Vd)。

培養基體積與分裝流程

在細胞培養中，不同培養容器所需的培養基體積各異，且具有獨特的生長面積。 例如，6 孔板的每個孔的生長面積為 4.67 平方公分，需要約 2.5 毫升培養基；而 100 毫米培養皿的生長面積為 55 平方公分，則需要 10 毫升培養基。 細胞傳代的過程包括：移除舊培養基、用 PBS 洗滌、以 Accutase 孵育、用 DMEM 中和、離心、重新懸浮於新培養基中，然後接種至新培養皿上。 關於 100 cm² 培養瓶及 150 mm 培養皿等其他容器之詳細步驟與比例，請參閱原始來源。