Xuất bản: 2023 | Cập nhật lần cuối: Tháng 5 năm 2026

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

Tế bào thận phôi người 293 (HEK293) là một dòng tế bào thận phôi người đã trở nên rất phổ biến trong cộng đồng khoa học nhờ tính linh hoạt và hữu ích trong nhiều ứng dụng nghiên cứu khác nhau. Dòng tế bào này được thành lập vào đầu những năm 1970 và kể từ đó đã được sử dụng để phát triển vắc-xin, nghiên cứu ung thư, thử nghiệm thuốc và truyền tín hiệu. Bài đăng trên blog này sẽ khám phá tất cả các khía cạnh của dòng tế bào HEK293, bao gồm nguồn gốc, thông tin nuôi cấy, ưu điểm và 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 một dòng tế bào thận phôi người được phân lập từ mô thận của một phôi người bị chấm dứt thai kỳ theo ý muốn, có nguồn gốc cha mẹ không rõ. Các tế bào này được thành lập bởi nhà sinh vật học người Hà Lan tên là Alex Van der Eb vào đầu những năm 1970. Sau đó, chúng được bất tử hóa thông qua quá trình biến đổi bằng adenovirus 5 bị cắt ngắn bởi nhà nghiên cứu Frank Graham.

Ban đầu, việc biến đổi các tế bào này dường như rất khó khăn. Tuy nhiên, sau nhiều nỗ lực liên tục, sự phát triển của tế bào đã diễn ra từ một dòng tế bào biến đổi đơn lẻ được phân lập [1]. Việc chuyển gen bằng adenovirus 5 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 được 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, mRNA và các sản phẩm gen cho thấy chúng là các tế bào thần kinh. Có thể việc bổ sung Ad5 đã làm thay đổi kiểu hình tế bào và biểu hiện gen. Thông tin thú vị: Chữ "293" trong HEK293 đề cập đến thí nghiệm thứ 293 do Graham thực hiện.

Thông tin thú vị: Chữ "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 nhiễm sắc thể)

Tế bào HEK293 có hình dạng giống với tế bào biểu mô. Thận phôi thai chủ yếu bao gồm các tế bào sợi, tế bào nội mô và tế bào biểu mô. Do đó, tế bào 293 có hình dạng giống với một trong các loại tế bào này.

Kích thước của tế bào HEK 293 dao động từ 11 đến 15 µm, và có thể bị ảnh hưởng bởi điều kiện nuôi cấy. Trong quá trình nuôi cấy, các tế bào có thể có hình dẹt khi được nuôi trên bề mặt hoặc hình tròn khi ở dạng huyền phù. Tế bào HEK293 là tế bào hypotriploid, và khoảng 30% tế bào HEK293 có số nhiễm sắc thể trung bình là 64, nhưng một số tế bào có số nhiễm sắc thể còn cao hơn. Các 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 và HEK293T

Nhiều dòng tế bào đã được tạo ra từ tế bào HEK 293 gốc, chẳng hạn như các dòng tế bào 293 phổ biến là HEK293T và HEK293F. Tế bào HEK293T là một trong những dòng tế bào 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 của tế bào HEK 293 ban đầu. Sự biểu hiện của kháng nguyên T cho phép nhân lên các plasmid có nguồn gốc nhân lên SV40 khi được truyền vào tế bào 293-T, dẫn đến tăng sản xuất protein tái tổ hợp [2]. Để biết thêm thông tin về các dòng tế bào HEK, bao gồm sự phát triển và đặc điểm của chúng, hãy tham khảo bài báo tổng quan này.

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

Điều kiện

Thông tin

Thời gian nhân đôi quần thể

Thời gian nhân đôi của dòng tế bào HEK293 dao động từ 24 đến 45 giờ, với trung bình là 30 giờ.

Nuôi cấy bám dính hoặc nuôi cấy lơ lửng

Tế bào HEK293 có thể được nuôi cấy ở cả dạng bám dính và dạng lơ lửng. Tế bào bám dính phát triển thành lớp đơn, trong khi nuôi cấy dạng lơ lửng phát triển thành các khối cầu.

Mật độ gieo

Chia tế bào khi đạt 80-90% độ dày trong giai đoạn phát triển. Tách tế bào bằng Accutase và gieo với mật độ 1 đến 4 x 104 tế bào/cm2. Một lớp dày sẽ hình thành trong 4 ngày với mật độ gieo 1 x 104 tế bào/cm2.

Môi trường nuôi cấy

Nuôi cấy trong môi trường tối thiểu thiết yếu của Eagle (EMEM) với 2 mM L-glutamine và 10% huyết thanh bò thai (FBS). Thay môi trường hai lần một tuần.

Điều kiện phát triển (Nhiệt độ, CO2)

Giữ trong tủ ấm có độ ẩm ở 37 °C với nồng độ CO2 5% để đạt được sự phát triển tối ưu.

Bảo quản

Bảo quản ở dạng hơi hoặc lỏng trong nitơ lỏng để bảo quản lâu dài. Tránh bảo quản trong tủ đông -80 °C vì có thể ảnh hưởng đến khả năng sống của tế bào.

Quy trình đông lạnh và môi trường

Sử dụng phương pháp đông lạnh chậm để bảo quản tốt nhất. Đông lạnh trong môi trường đông lạnh CM-1 hoặc CM-ACF có sẵn từ CLS.

Quy trình rã đông

Rã đông tế bào đông lạnh trong bể nước 37 °C trong 1-2 phút cho đến khi chỉ còn lại một cục băng nhỏ. Chuyển huyền phù tế bào vào ống ly tâm và thêm môi trường nuôi cấy đã làm ấm trước, sau đó ly tâm để loại bỏ các thành phần môi trường đông lạnh. Phục hồi huyền phù tế bào trong môi trường mới và nuôi cấy trong điều kiện tối ưu.

Mức độ an toàn sinh học

Tế bào HEK293 yêu cầu xử lý ở mức an toàn sinh học 1.

Mua tế bào HEK293 cho các nghiên cứu của bạn

Để phục vụ cho các nghiên cứu đột phá của bạn, hãy xem xét các dòng 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 lơ lửng, HEK293T/17, AAV-293 và 2V6.11. Khám phá thêm và nâng cao chất lượng thí nghiệm của bạn bằng cách tìm hiểu danh mục sản phẩm của chúng tôi tại đây.

Dòng tế bào HEK293 trong nghiên cứu và công nghiệp

Các ứng dụng của tế bào HEK293 rất đa dạng và quan trọng. Chúng thường được sử dụng như một hệ thống để biểu hiện và sản xuất protein tái tổ hợp. Do có nguồn gốc từ người, các protein được sản xuất trong các tế bào này có nhiều khả năng tương tự như các protein tự nhiên của con người về cấu trúc và chức năng, điều này rất quan trọng đối với các ứng dụng trị liệu.

Hơn nữa, tế bào HEK293 thường được sử dụng trong nghiên cứu chức năng và điều hòa gen, vì chúng dễ dàng hấp thụ DNA ngoại lai, khiến chúng trở thành mô hình tuyệt vời cho việc thao tác gen. Các tế bào này cũng đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất các vectơ 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 thích hợp cho sản xuất protein và vắc-xin điều trị quy mô lớn. Dòng tế bào này còn được sử dụng để tạo ra các vectơ virus như vectơ liên kết adeno và vectơ adenovirus. Gần đây, tế bào HEK293 đã được sử dụng để sản xuất một loại 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 khả năng gây ung thư, và những thay đổi quan trọng trong biểu hiện gen có thể làm trầm trọng thêm quá trình hình thành khối u trong dòng tế bào này. Do đó, dòng tế bào 293 thường được sử dụng trong các nghiên cứu về 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 thích hợp với quá trình này. Thông tin chi tiết hơn về chủ đề này được giải thích dưới đây.

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

Tính linh hoạt của tế bào HEK293 còn mở rộng đến việc sản xuất các protein phức tạp, bao gồm kháng thể đơn dòng và các chất tương tự sinh học, được sử dụng trong điều trị ung thư, các bệnh tự miễn dịch và các bệnh lý khác. Khả năng gấp nếp và biến đổi protein một cách chính xác 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?

Truyền gen là quá trình đưa axit nucleic vào tế bào, và tế bào HEK293 đặc biệt thích hợp với quá trình này. Có một số lý do khiến tế bào HEK293 được ưa chuộng trong quá trình truyền gen:

1. Hiệu quả chuyển gen cao: Tế bào HEK293 có tỷ lệ hấp thu DNA ngoại lai cao, điều này có thể được cho là do khả năng biểu hiện các gen virus nhất định giúp DNA xâm nhập vào tế bào dễ dàng hơn.
2. Tăng trưởng 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 nuôi cấy bám dính hoặc nuôi cấy huyền phù, khiến chúng phù hợp cho sản xuất protein quy mô lớn.
4. Dòng tế bào người: Là một 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 trị liệu, nơi phản ứng trong tế bào người có thể dự đoán kết quả in vivo.
5. Tính linh hoạt: Chúng có khả năng sản xuất các protein có các biến đổi sau dịch mã phức tạp, một đặc tính thiết yếu cho chức năng của nhiều protein, đặc biệt là các kháng thể trị liệu. 

Quy trình nuôi cấy phụ HEK293

Các chất phản ứng cần thiết

1. Dung dịch muối đệm phosphate (PBS) 1X
2. 10% Trypsin-PBS
3. Môi trường nuôi cấy tế bào 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% độ phủ.
2. Vệ sinh bàn làm việc bằng kỹ thuật vô trùng và khử trùng tủ hút bằng tia UV.
3. Lau sạch khu vực làm việc bằng cồn 70%.
4. Làm ấm trước tất cả các chất phản ứng trong bể nước 37°C.

Tính toán tỷ lệ chia và lượng tế bào gieo

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

Thể tích môi trường nuôi cấy và quy trình chia mẫu

Đối với nuôi cấy tế bào, các bình chứa khác nhau yêu cầu thể tích môi trường cụ thể và có diện tích phát triển riêng. Ví dụ, đĩa 6 giếng có diện tích phát triển là 4,67 cm^2 mỗi giếng và cần khoảng 2,5 mL môi trường, trong khi đĩa 100 mm có diện tích phát triển là 55 cm^2, cần 10 mL môi trường. Quá trình phân chia tế bào bao gồm loại bỏ môi trường cũ, rửa bằng PBS, ủ với Accutase, trung hòa bằng DMEM, ly tâm, tái huyền phù trong môi trường mới, và sau đó gieo vào 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.