Tế bào HEK293: Nền tảng quan trọng trong nghiên cứu tế bào hiện đại và công nghệ sinh học

Tế bào thận phôi người 293 (HEK293) là một dòng tế bào thận phôi người đã trở nên phổ biến rộng rãi trong cộng đồng khoa học nhờ tính linh hoạt và tính ứng dụng cao trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu. Dòng tế bào này được thiết lập vào đầu những năm 1970 và từ đó đã được sử dụng trong phát triển vắc-xin, nghiên cứu ung thư, thử nghiệm thuốc và truyền tín hiệu. Bài viết này sẽ khám phá tất cả các khía cạnh của dòng tế bào HEK293, bao gồm nguồn gốc, thông tin nuôi cấy, ưu nhược điểm, ứng dụng và tài nguyên.

Tế bào HEK293: Thông tin chung và nguồn gốc

Tế bào HEK293 là gì?

Tế bào HEK293 là dòng tế bào thận phôi người được phân lập từ mô thận của một phôi người bị chấm dứt thai kỳ một cách có chủ đích, không rõ nguồn gốc. Dòng tế bào này được thành lập bởi nhà sinh học người Hà Lan Alex Van der Eb vào đầu những năm 1970. Sau đó, chúng được bất tử hóa thông qua quá trình biến đổi bằng virus adenovirus 5 bị cắt ngắn bởi nhà nghiên cứu Frank Graham.

Ban đầu, việc biến đổi tế bào này gặp nhiều khó khăn. Tuy nhiên, sau nhiều nỗ lực liên tục, sự phát triển của tế bào đã xảy ra từ một dòng tế bào biến đổi đơn lẻ được tách biệt [1]. Việc chuyển gen adenovirus 5 vào tế bào đã dẫn đến việc tích hợp các gen E1A và E1B vào bộ gen của tế bào, giúp ngăn chặn sự chết tế bào và cho phép sản xuất protein dồi dào. Trước khi bất tử hóa, các tế bào thận phôi thai chưa được đặc trưng đầy đủ, do đó loại tế bào chính xác của chúng vẫn chưa được xác định.

Thận phôi thai bao gồm các tế bào nội mô, biểu mô và nguyên bào sợi, do đó các tế bào HEK 293 có thể thuộc các loại tế bào này. Tuy nhiên, các sản phẩm mRNA và gen cho thấy chúng là các tế bào thần kinh. Có thể việc thêm Ad5 đã thay đổi biểu hiện kiểu hình và biểu hiện gen của tế bào. Thông tin thú vị: Số "293" trong HEK293 đề cập đến thí nghiệm thứ 293 do Graham thực hiện.

Thông tin thú vị: Số "293" trong HEK293 đề cập đến thí nghiệm thứ 293 do Graham thực hiện.

Đặc điểm của tế bào HEK293

• Hình thái
• Kích thước tế bào
• Genome và ploidy (số lượng nhiễm sắc thể)

Tế bào HEK293 có hình dạng tương tự như tế bào biểu mô. Thận phôi thai chủ yếu được cấu tạo từ các tế bào sợi, tế bào nội mô và tế bào biểu mô. Do đó, tế bào 293 có hình dạng tương tự một trong các loại tế bào này.

Kích thước của tế bào HEK 293 nằm trong khoảng từ 11 đến 15 µm, có thể bị ảnh hưởng bởi điều kiện nuôi cấy. Trong quá trình nuôi cấy, tế bào có thể có hình dạng phẳng khi được nuôi trên bề mặt hoặc tròn khi ở dạng treo lơ lửng. Tế bào HEK293 là tế bào hypotriploid, và khoảng 30% tế bào HEK293 có số lượng nhiễm sắc thể trung bình là 64, nhưng một số tế bào có thể có số lượng nhiễm sắc thể cao hơn. Tế bào này cũng có ba bản sao của nhiễm sắc thể X và một đoạn 4 kilobase của adenovirus 5 được tích hợp vào nhiễm sắc thể 19.

So sánh dòng tế bào HEK293 với HEK293T

Nhiều dòng tế bào con đã được tạo ra từ dòng tế bào HEK 293 ban đầu, chẳng hạn như các dòng tế bào con phổ biến HEK293T và HEK293F. Tế bào HEK293T là một trong những dòng tế bào con được sử dụng rộng rãi nhất và được tạo ra bằng cách tích hợp một đột biến kháng nguyên T nhạy cảm với nhiệt độ của SV40 vào bộ gen ban đầu của tế bào HEK 293. Sự biểu hiện của T-antigen cho phép nhân bản các plasmid có nguồn gốc nhân bản SV40 khi được chuyển vào tế bào 293-T, dẫn đến sản xuất protein tái tổ hợp tăng cao [2]. Để biết thêm thông tin về các dòng tế bào HEK, bao gồm quá trình phát triển và đặc điểm của chúng, hãy tham khảo bài đánh giá này.

Cơ bản về nuôi cấy tế bào HEK293: Hướng dẫn từng bước

 

Mua tế bào HEK293 cho các nghiên cứu của bạn

Đối với nghiên cứu đột phá của bạn, hãy cân nhắc sử dụng tế bào HEK293 của chúng tôi, nổi tiếng với tính linh hoạt trong các nghiên cứu biểu hiện gen và phát triển vắc-xin, cùng các biến thể như HEK293T, HEK293 thích nghi với môi trường nuôi cấy lơ lửng, HEK293T/17, AAV-293 và 2V6.11. Khám phá thêm và nâng cao thí nghiệm của bạn bằng cách tìm hiểu về dòng sản phẩm của chúng tôi tại đây.

Dòng tế bào HEK293 trong nghiên cứu và công nghiệp

Ứng dụng của tế bào HEK293 rất đa dạng và quan trọng. Chúng thường được sử dụng làm hệ thống để biểu hiện và sản xuất protein tái tổ hợp. Do có nguồn gốc từ người, protein được sản xuất trong các tế bào này có khả năng tương đồng cao về cấu trúc và chức năng với các protein tương ứng trong cơ thể người, điều này đặc biệt quan trọng cho các ứng dụng điều trị.

Hơn nữa, tế bào HEK293 thường được sử dụng trong nghiên cứu chức năng và điều hòa gen, vì chúng dễ dàng hấp thu DNA ngoại lai, làm cho chúng trở thành mô hình lý tưởng cho các thao tác di truyền. Các tế bào này cũng đóng vai trò quan trọng trong sản xuất véc-tơ adenovirus, được sử dụng trong liệu pháp gen và phát triển vắc-xin, bao gồm việc sản xuất nhanh chóng vắc-xin cho COVID-19.

Sản xuất vắc-xin và protein: Tế bào HEK 293 phù hợp cho sản xuất protein và vắc-xin điều trị quy mô lớn. Dòng tế bào này cũng được sử dụng để tạo ra các vectơ virus như vectơ adeno liên quan và vectơ adenovirus. Gần đây, tế bào HEK293 đã được sử dụng để sản xuất một protein tái tổ hợp quan trọng, erythropoietin (EPO).

Thử nghiệm thuốc: Tế bào HEK293 thường được sử dụng để thử nghiệm độc tính của thuốc và các sản phẩm tự nhiên.

Nghiên cứu ung thư: Tế bào 293 có tính gây ung thư, và những thay đổi quan trọng trong biểu hiện gen có thể làm trầm trọng thêm quá trình gây ung thư trong dòng tế bào này. Do đó, dòng tế bào 293 thường được sử dụng trong các nghiên cứu ung thư để hiểu các cơ chế phân tử cơ bản và phát triển thuốc.

Nghiên cứu chuyển gen: Chuyển gen là quá trình đưa axit nucleic vào tế bào, và tế bào HEK293 đặc biệt phù hợp với quá trình này. Chi tiết về chủ đề này được giải thích bên dưới.

Vai trò của HEK293 trong sản xuất vắc-xin và protein

Trong sản xuất vắc-xin, tế bào HEK293 đã đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển vắc-xin dựa trên adenovirus. Khả năng phát triển trong môi trường nuôi cấy lơ lửng cho phép quy trình sản xuất có thể mở rộng, điều này rất quan trọng để đáp ứng nhu cầu vắc-xin toàn cầu. Ngoài ra, nguồn gốc con người của chúng mang lại lợi thế so với các dòng tế bào khác, vì chúng có thể thực hiện các sửa đổi sau dịch mã tương tự như ở người, đảm bảo hiệu quả sinh học của vắc-xin được sản xuất.

Sự đa năng của tế bào HEK293 còn mở rộng đến sản xuất protein phức tạp, bao gồm kháng thể đơn dòng và thuốc sinh học tương tự, được sử dụng trong điều trị ung thư, bệnh tự miễn và các tình trạng khác. Khả năng gấp và sửa đổi protein chính xác của chúng khiến chúng trở thành lựa chọn ưu tiên trong ngành sản xuất protein tái tổ hợp.

Tại sao tế bào HEK293 được sử dụng cho quá trình chuyển gen?

Transfection là quá trình đưa axit nucleic vào tế bào, và tế bào HEK293 đặc biệt phù hợp với quá trình này. Có một số lý do khiến tế bào HEK293 được ưa chuộng cho transfection:

1. Hiệu suất chuyển gen cao: Tế bào HEK293 có tỷ lệ hấp thu DNA ngoại lai cao, điều này có thể được giải thích bởi khả năng biểu hiện các gen virus nhất định giúp DNA xâm nhập vào tế bào.
2. Sự phát triển mạnh mẽ: Các tế bào này phát triển nhanh chóng và tương đối dễ duy trì, điều này có lợi cho các thí nghiệm yêu cầu kết quả nhanh chóng và đáng tin cậy.
3. Khả năng thích ứng: Tế bào HEK293 có thể được nuôi cấy trong nhiều điều kiện khác nhau, bao gồm cả nuôi cấy bám dính hoặc nuôi cấy lơ lửng, điều này khiến chúng phù hợp cho sản xuất protein quy mô lớn.
4. Dòng tế bào người: Là dòng tế bào người, chúng cung cấp bối cảnh sinh học phù hợp hơn cho sinh học người, điều này đặc biệt quan trọng trong nghiên cứu điều trị, nơi phản ứng trong tế bào người có thể dự đoán kết quả trong cơ thể sống.
5. Đa năng: Chúng có khả năng sản xuất protein có các sửa đổi sau dịch mã phức tạp, một đặc điểm thiết yếu cho chức năng của nhiều protein, đặc biệt là kháng thể điều trị.

Phương pháp nuôi cấy lại HEK293

Dung dịch cần thiết

1. 1X Dung dịch đệm phosphate (PBS)
2. 10% Trypsin-PBS
3. Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM)

Quy trình

Chuẩn bị tế bào

1. Kiểm tra tế bào HEK dưới kính hiển vi để đảm bảo chúng đạt khoảng 90% mật độ phủ.
2. Vệ sinh khu vực làm việc bằng kỹ thuật vô trùng và khử trùng tủ hút bằng ánh sáng UV.
3. Lau sạch khu vực làm việc bằng cồn 70%.
4. Làm ấm tất cả các dung dịch trong bể nước 37°C.

Tính toán tỷ lệ phân chia và lượng tế bào gieo

1. Xác định tỷ lệ chia, thường nằm trong khoảng từ 1:5 đến 1:20.
2. Tính thể tích để pipet bằng công thức: Vp = (S)(Vd).

Thể tích môi trường và quy trình chia tách

Trong nuôi cấy tế bào, các dụng cụ khác nhau yêu cầu thể tích môi trường nuôi cấy cụ thể và có diện tích phát triển riêng. Ví dụ, một đĩa 6 giếng có diện tích phát triển 4,67 cm² mỗi giếng và cần khoảng 2,5 mL môi trường, trong khi đĩa 100 mm có diện tích phát triển 55 cm², yêu cầu 10 mL môi trường. Quy trình chia tách tế bào bao gồm loại bỏ môi trường cũ, rửa bằng PBS, ủ với Accutase, trung hòa bằng DMEM, ly tâm, tái phân tán trong môi trường mới và sau đó gieo lên đĩa mới. Để biết các bước chi tiết và tỷ lệ cho các dụng cụ khác như bình 100 cm² và đĩa 150 mm, vui lòng tham khảo nguồn gốc.

Câu hỏi thường gặp về tế bào HEK293

Tế bào HEK293 là đối tượng được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu khoa học, điều này tất nhiên dẫn đến nhiều câu hỏi về bản chất, nguồn gốc và đặc điểm của chúng. Dưới đây, chúng ta sẽ tìm hiểu một số câu hỏi thường gặp này.