Tế bào CHO-K1: Một thành phần quan trọng trong các ứng dụng nghiên cứu công nghệ sinh học
Tế bàoCHO-K1 là dòng tế bào được phát triển từ dòng tế bào buồng trứng chuột Trung Quốc (CHO). Chúng được sử dụng rộng rãi trong công nghệ sinh học công nghiệp để sản xuất dược phẩm sinh học và các protein tái tổ hợp khác. Ngoài ra, dòng tế bào CHO-K1 còn được ứng dụng trong nghiên cứu độc học. Các nhà nghiên cứu tiến hành biến đổi gen cho các tế bào này để cải thiện quá trình glycosyl hóa, giảm apoptosis và tăng cường năng suất tổng thể.
Bài viết này sẽ giúp bạn nắm bắt hầu hết kiến thức quan trọng về dòng tế bào CHO-K1, giúp công việc của bạn với chúng trở nên dễ dàng hơn. Cụ thể, bài viết sẽ bao gồm:
- Nguồn gốc và đặc điểm chung: Tế bào CHO-K1
- Dòng tế bào CHO-K1: Thông tin về nuôi cấy
- Ưu điểm & Hạn chế của tế bào CHO-K1
- Ứng dụng của dòng tế bào CHO-K1 trong nghiên cứu
- Tế bào CHO-K1: Các công bố nghiên cứu
- Tài nguyên cho dòng tế bào CHO-K1: Quy trình, video và nhiều hơn nữa
1. Nguồn gốc và đặc điểm chung: Tế bào CHO-K1
Đặc điểm chung và nguồn gốc của một dòng tế bào quyết định ứng dụng của nó trong nghiên cứu. Phần này sẽ giúp bạn tìm hiểu về nguồn gốc và đặc điểm của dòng tế bào CHO-K1 nổi tiếng. Bạn sẽ biết: Tế bào CHO-K1 có nguồn gốc từ đâu? Kích thước của tế bào CHO-K1 là bao nhiêu? Viết tắt của dòng tế bào CHO-K1 là gì? Hình thái của tế bào CHO-K1 như thế nào?
- CHO-K1 hoặc dòng tế bào buồng trứng chuột Trung Quốc K1 là một dòng con của dòng tế bào CHO gốc, được phát triển từ mẫu sinh thiết buồng trứng của một con chuột Trung Quốc cái trưởng thành vào năm 1957. Dòng tế bào gốc được phát triển bởi T.T. Puck và các đồng nghiệp tại Trường Y khoa Đại học Colorado, Denver, Hoa Kỳ [1].
- Dòng tế bào CHO-K1 có hình thái tương tự như tế bào biểu mô.
- Đường kính của tế bào CHO-K1 khoảng 0,001 milimét. Điều thú vị là các tế bào ban đầu có kích thước lớn; tuy nhiên, chúng trở nên nhỏ hơn theo thời gian.
- Genome của CHO-K1 có số lượng nhiễm sắc thể tương tự như tế bào người. Chúng có karyotype lưỡng bội và có ít bất thường nhiễm sắc thể hơn.
Dòng tế bào CHO-K1 so với CHO-S
Cả hai dòng tế bào đều là biến thể của CHO. Chúng khác nhau về cách các tế bào phát triển và nhân lên. Tế bào CHO-S được thích nghi để phát triển trong môi trường nuôi cấy, trong khi CHO-K1 có thể được biến đổi gen để sản xuất tế bào bám dính và tế bào lơ lửng.
2. Dòng tế bào CHO-K1: Thông tin về nuôi cấy
Dòng tế bào CHO-K1 được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu công nghệ sinh học công nghiệp. Đây là dòng tế bào dễ duy trì. Nắm vững các điểm chính trong việc nuôi cấy tế bào CHO-K1 sẽ giúp bạn thực hiện quy trình này một cách dễ dàng. Phần này sẽ giúp bạn tìm hiểu: Tế bào CHO-K1 có bám dính không? Thời gian nhân đôi của tế bào CHO-K1 là bao lâu? Loại môi trường nào được sử dụng cho nuôi cấy tế bào CHO? Mật độ gieo tế bào CHO-K1 là bao nhiêu?
Các điểm chính trong nuôi cấy tế bào CHO-K1
|
Thời gian nhân đôi của quần thể: |
Thời gian nhân đôi của CHO-K1 là khoảng 22 giờ. |
|
Bám dính hay treo lơ lửng: |
Tế bào CHO-K1 là tế bào bám dính. Tuy nhiên, chúng có thể được biến đổi gen để trở thành tế bào CHO-K1 lơ lửng. |
|
Mật độ gieo tế bào: |
Mật độ gieo tế bào CHO-K1 là 1 x10⁴tế bào/cm². Ở mật độ này, tế bào có thể tạo thành lớp phủ kín trong khoảng 6 ngày. Đối với tế bào bám dính, tế bào được rửa bằng 1 x PBS và ủ trong 8 đến 10 phút ở nhiệt độ phòng. Tế bào tách rời được thêm vào môi trường tươi và ly tâm. Tế bào thu hoạch được tái phân tán và đổ vào bình mới để phát triển. |
|
Dung dịch nuôi cấy: |
Dung dịch nuôi cấy Ham's F12 được bổ sung 10% huyết thanh bò phôi (FBS), 1,0 mM glutamine ổn định, 1,0 mM natri pyruvate và 1,1 g/L NaHCO₃ được sử dụng để nuôi cấy tế bào CHO-K1. Dung dịch nuôi cấy nên được thay 2 đến 3 lần mỗi tuần. |
|
Điều kiện nuôi cấy: |
Văn hóa CHO-K1 được duy trì trong tủ ấm 37°C có độ ẩm và cung cấp 5% CO₂. |
|
Bảo quản: |
Tế bào CHO-K1 đông lạnh được bảo quản ở nhiệt độ dưới -150°C hoặc trong pha hơi của nitơ lỏng. |
|
Quy trình đông lạnh và môi trường: |
Dung dịch đông lạnh CM-1 hoặc CM-ACF được sử dụng để đông lạnh tế bào CHO-K1. Quá trình đông lạnh chậm cho phép nhiệt độ giảm dần 1°C được áp dụng để đông lạnh tế bào CHO-K1. |
|
Quy trình rã đông: |
Tế bào CHO-K1 đông lạnh được giữ trong bể nước 37°C cho đến khi còn lại một khối băng nhỏ. Tế bào đã rã đông được thêm vào môi trường nuôi cấy tươi và đổ vào bình mới chứa môi trường nuôi cấy với mật độ 5 x10⁴tế bào/cm². Tế bào cần khoảng 24 đến 48 giờ để phục hồi hoàn toàn. |
|
Mức độ an toàn sinh học: |
Văn hóa CHO-K1 được xử lý và duy trì trong phòng thí nghiệm cấp độ an toàn sinh học 1. |
3. Ưu điểm & Hạn chế của tế bào CHO-K1
CHO-K1 là một công cụ nghiên cứu vô cùng quý giá. Sự kết hợp độc đáo giữa ưu điểm và hạn chế của nó khiến nó khác biệt so với các dòng tế bào khác. Phần này đã thảo luận về một số ưu điểm và nhược điểm của dòng tế bào CHO-K1.
Ưu điểm
Các ưu điểm chính của dòng tế bào CHO-K1 bao gồm:
|
Khả năng chuyển gen |
Tế bào CHO-K1 được sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu chuyển gen. Chúng có thể được chuyển gen tạm thời và ổn định thông qua các quy trình vật lý và hóa học khác nhau. Nhờ khả năng chuyển gen cao, tế bào CHO-K1 được sử dụng rộng rãi để sản xuất protein tái tổ hợp và các sản phẩm sinh học khác. |
|
Tốc độ tăng trưởng nhanh và dễ nuôi cấy |
Thời gian nhân đôi của tế bào CHO-K1 chỉ là 22 giờ, do đó chúng có tốc độ tăng trưởng cao và lý tưởng cho ứng dụng trong công nghệ sinh học công nghiệp. Hơn nữa, khả năng thích nghi với môi trường nuôi cấy dạng lơ lửng của CHO-K1 giúp chúng phù hợp để sản xuất lượng lớn dược phẩm sinh học. Ngoài ra, chúng dễ dàng nuôi cấy và duy trì trong phòng thí nghiệm, không yêu cầu điều kiện và quy trình nuôi cấy phức tạp. |
|
Tần suất thấp của các bất thường nhiễm sắc thể |
CHO-K1 là một hệ thống mô hình được nghiên cứu kỹ lưỡng và đã được thiết lập. Gen của CHO-K1 ổn định và có ít bất thường nhiễm sắc thể. Do đó, chúng là vật chủ lý tưởng cho sản xuất protein tái tổ hợp. |
Hạn chế
Dưới đây là một số hạn chế của dòng tế bào CHO-K1:
|
Nguồn gốc không phải con người |
Mặc dù tế bào CHO-K1 có khả năng thực hiện các mẫu glycosyl hóa tương tự như ở người, chúng có nguồn gốc không phải từ người. Điều này có thể là một vấn đề khi nghiên cứu các quá trình tế bào đặc trưng cho người và tính miễn dịch của các tác nhân điều trị. |
|
Sự đa dạng di truyền |
Tế bào CHO-K1 có thể có các đặc điểm di truyền khác nhau trong cùng một quần thể, dẫn đến sự đa dạng di truyền. Điều này có thể ảnh hưởng đến chức năng tế bào và gây biến động trong mức độ biểu hiện protein, có thể ảnh hưởng đến tính tái hiện của kết quả thí nghiệm. |
4. Ứng dụng của dòng tế bào CHO-K1 trong nghiên cứu
Dòng tế bào CHO-K1 có nhiều ứng dụng trong công nghệ sinh học công nghiệp và nghiên cứu độc học. Dưới đây là một số ứng dụng cụ thể.
- Sản xuất protein tái tổ hợp: Tế bàoCHO-K1 là công cụ nghiên cứu vô giá cho sản xuất protein tái tổ hợp, bao gồm kháng thể, protein điều trị và enzyme. Tốc độ tăng trưởng cao và điều kiện nuôi cấy dễ dàng giúp sản xuất lượng lớn protein tái tổ hợp với cấu trúc gấp và glycosyl hóa đúng cách. Ví dụ, một nghiên cứu do Kritika Gupta thực hiện đã sử dụng tế bào CHO-K1 và chuyển gen ổn định để sản xuất kháng thể đơn dòng tái tổ hợp chống lại yếu tố hoại tử khối u alpha (TNF-α) [2]. Sản xuất kháng thể CHO K1 khá đáng tin cậy và tiện lợi. Các nhà nghiên cứu cũng sửa đổi các tế bào này để cải thiện sản xuất kháng thể CHO K1. Ví dụ, một nghiên cứu đã biến đổi gen tế bào CHO-K1 để sản xuất kháng thể có tỷ lệ cao của N-glycan gắn Fc được a-fucosyl hóa, điều này quan trọng cho chức năng tác động của chúng [3].
- Nghiên cứu độc tính: Tế bào CHO-K1 thường được sử dụng trong các thử nghiệm phát hiện và sàng lọc thuốc. Chúng có thể được sử dụng để đánh giá độc tính và hiệu quả của các loại thuốc tiềm năng. Hơn nữa, các nhà nghiên cứu sử dụng tế bào CHO-K1 để nghiên cứu tương tác thuốc-mục tiêu và nghiên cứu chuyển hóa thuốc. Nhiều nghiên cứu đã được tiến hành để đánh giá các tác dụng điều trị tiềm năng của các chiết xuất thực vật, hợp chất, nanoparticle, protein điều trị và các tác nhân khác bằng dòng tế bào CHO-K1. Một nghiên cứu tương tự được thực hiện vào năm 2022, trong đó các nhà nghiên cứu đo lường tiềm năng độc tế bào của các chiết xuất thực vật giàu flavonoid trên tế bào CHO-K1 [4]. Tương tự, một nghiên cứu do Ryan Deweese và các đồng nghiệp thực hiện đã đánh giá độc tính của các chiết xuất từ Baptisia australis, Trifolium pratense và Rubus idaeus trên tế bào CHO-K1 [5].
5. Tế bào CHO-K1: Các công bố nghiên cứu
Dưới đây là một số công bố nghiên cứu thú vị về tế bào CHO-K1.
Nghiên cứu này được công bố trên tạp chí Molecular Biology Reports (2023) đã đề xuất tác động tích cực của việc biểu hiện quá mức gen SIRT6 đối với khả năng sống sót của tế bào CHO-K1 và biểu hiện kháng thể.
Bài báo này được đăng trên Tạp chí của Viện Kỹ sư Hóa học Đài Loan (2021). Kết quả nghiên cứu cho thấy tiềm năng của CRISPR-Cas13d trong việc sửa đổi di truyền tế bào CHO-K1 để cải thiện sản xuất kháng thể về cả chất lượng và số lượng.
Bài báo nghiên cứu này từ Nature Scientific Reports (2018) đề xuất maltose là nguồn năng lượng đầy hứa hẹn cho việc nuôi cấy tế bào CHO-K1 trong môi trường không chứa protein và nâng cao sản xuất kháng thể đơn dòng tái tổ hợp.
Nghiên cứu này trên Tạp chí Hóa phòng ung thư Indonesia (2018) đã sử dụng tế bào CHO-K1 để đánh giá tiềm năng độc tế bào và độc tính gen của chiết xuất ethanol từ hạt tiêu đen khi sử dụng đơn lẻ và kết hợp với doxorubicin.
Nghiên cứu này được công bố trên tạp chí The Nucleus vào năm 2019. Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã đánh giá tiềm năng độc tế bào và độc gen của các hạt nano bạc trong dòng tế bào CHO-K1.
6. Tài nguyên cho dòng tế bào CHO-K1: Quy trình, Video và Hơn thế nữa
CHO-K1 là một dòng tế bào nổi tiếng. Các tài nguyên có sẵn về quy trình nuôi cấy và chuyển gen cho CHO-K1 được đề cập ở đây.
- Transfection CHO-K1: Liên kết này sẽ mô tả quy trình transfection CHO-K1. Đây là hướng dẫn từng bước để transfection DNA plasmid vào tế bào CHO-K1 sử dụng chất Lipofectamine LTX.
- Hướng dẫn chuyển gen CHO-K1: Video này sẽ giải thích chi tiết quy trình chuyển gen tạm thời cho tế bào CHO-K1.
Dưới đây là một số tài nguyên mô tả quy trình nuôi cấy tế bào CHO-K1.
- Tế bào CHO-K1: Liên kết trang webnày chứa thông tin hữu ích về tế bào CHO-K1, bao gồm công thức môi trường nuôi cấy CHO-K1, quy trình nuôi cấy lại và quy trình rã đông.
Tham khảo
- Gamper, N., J.D. Stockand, và M.S. Shapiro, Sử dụng tế bào CHO (Chinese hamster ovary) trong nghiên cứu kênh ion. J Pharmacol Toxicol Methods, 2005. 51(3): tr. 177-85.
- Gupta, K., et al., Một dòng tế bào CHO K1 ổn định để sản xuất kháng thể đơn dòng tái tổ hợp chống lại TNF-α. Molecular Biotechnology, 2021. 63(9): tr. 828-839.
- Popp, O., et al. Phát triển dòng tế bào chủ CHO-K1 được tiền xử lý glycoengineering để biểu hiện kháng thể có chức năng hiệu ứng được tăng cường thông qua Fc. in MAbs. 2018. Taylor & Francis.
- Kurchatova, M., et al., Độc tính tế bào của chiết xuất thực vật chứa flavonoid đối với dòng tế bào CHO: Nghiên cứu so sánh. Sinh học tế bào và mô, 2022. 16(1): tr. 80-85.
- Deweese, R., et al., Tác dụng độc tế bào của các chiết xuất từ Trifolium pratense, Baptisia australis và Rubus idaeus đối với tế bào CHO-K1. GSC Advanced Research and Reviews, 2021. 8(1): tr. 128-139.