HK-2细胞——在肾脏研究中利用HK-2细胞探究肾脏功能与病理
HK-2是一种常用于毒理学研究的人肾上皮细胞系。研究人员通过该细胞系评估环境毒素对肾脏细胞的影响。此外，他们还利用HK-2细胞研究肾脏疾病及其潜在机制。
- 培养基
- 含有10%胎牛血清、0.05 mg/ml牛垂体提取物（BPE）及5 ng/ml表皮生长因子（EGF）的角质形成细胞系培养基是理想的HK-2细胞培养基。培养基应每周更换2至3次。
- 倍增时间
- HK-2细胞的倍增时间在47.3小时至61.7小时之间。
- 生长类型
- HK-2肾上皮细胞系为贴壁型。
- 生物安全等级
- BSL-2
HK-2细胞：来源与一般特征
了解细胞系的来源和一般特征对于正确处理、维护和使用细胞系至关重要。本文这一部分将涵盖以下内容：人肾2（HK-2）细胞是什么？HK-2的作用是什么？HK-2细胞是什么？HK-2细胞系的来源是什么？ HK-2细胞的大小和形态如何？
- 人肾2（HK-2）细胞是一种源自欧洲成年人正常肾脏组织的近端肾小管细胞。 HK-2细胞系是通过将包含人乳头瘤病毒16型（HPV-16）E6/E7基因的重组逆转录病毒转染至肾脏细胞而建立的。该实验导致细胞永生化，并建立了持续增殖的HK-2肾上皮细胞系。
- HK-2 细胞表现出上皮形态。
- HK-2 细胞的直径范围为 17.4-18.6 µm。平均直径为 18.2 µm [1]。
HK-2细胞系：培养信息
了解人肾2细胞系的培养信息，在开始操作前将对您大有裨益。本文本节将介绍关于HK-2细胞培养的关键信息。您将了解到：HK-2细胞是否为贴壁细胞？HK-2细胞的倍增时间是多少？培养HK-2细胞使用何种培养基？
HK-2细胞培养要点
细胞倍增时间：
HK-2细胞的倍增时间在47.3小时至61.7小时之间。
贴壁型还是悬浮型：
HK-2肾上皮细胞系属于贴壁型。
传代倍数：
HK-2细胞的传代倍数为1:2至1:4。将贴壁的HK-2细胞用1×PBS洗涤，加入Accutase溶液后于室温下孵育8至10分钟。 向解离后的细胞中加入培养基并离心。收集的细胞需仔细重悬，然后倒入新的培养瓶中进行培养。
生长培养基：
含10%胎牛血清、0.05 mg/ml牛垂体提取物（BPE）及5 ng/ml表皮生长因子（EGF）的角质形成细胞系培养基是理想的HK-2细胞培养基。每周应更换2至3次培养基。
培养条件：
人肾2细胞系培养需置于37°C、5% CO₂的加湿培养箱中。
储存：
冷冻细胞应保存在液氮气相中，或于超低温冷冻柜中于-150°C以下保存。
冷冻过程与培养基：
CM-1 或 CM-ACF 冷冻培养基是冷冻 HK-2 细胞的理想选择。简而言之，采用缓慢冷冻法，使温度每分钟仅下降 1 摄氏度，以保护细胞免受冷冻冲击。
解冻过程：
冷冻细胞在设定为37摄氏度的水浴中解冻。向这些细胞中加入新鲜培养基并重新悬浮。随后，将细胞分装至装有生长培养基的新培养瓶中。24小时后更换培养基，以去除冷冻培养基的成分。
生物安全等级：
HK-2细胞培养在生物安全一级实验室中进行。
HK-2细胞的优点与局限性
HK-2是一种广泛应用的人近端肾小管上皮细胞系。与其他细胞系一样，它也存在一些优点和局限性。本节将探讨人肾2细胞系的一些主要优缺点。
优势
HK-2细胞系的主要优势包括：
表征充分
HK-2细胞系在形态、大小和基因组方面均已得到充分表征。针对这些正常肾脏细胞已开展了大量研究。
永生化
HK-2 是一种具有较长寿命的连续细胞系，可经多次传代扩增。这一特性确保了实验室实验所需的细胞供应源源不断。
近端小管上皮特征
HK-2细胞表现出人类肾脏近端小管细胞（PTCs）特有的高度分化表型。这一独特特征使HK-2细胞成为研究肾脏生理学、细胞过程以及对各种刺激反应的宝贵体外模型。
局限性
以下是 HK-2 细胞系的一些局限性：
体外模型
HK-2作为正常肾细胞的体外模型，尤其表现出近端小管上皮细胞的特征。然而，它可能无法完全再现人体肾脏组织及其体内微环境的复杂性。
HK-2细胞系在研究中的应用
HK-2细胞系在毒理学研究中具有广泛的应用。本文探讨了该人类近端肾小管细胞系的一些具体且重要的研究用途。
- 肾脏生理学：HK-2细胞常用于研究正常的肾脏生理学和功能。研究人员利用这些近端肾小管上皮细胞，探究离子通道、转运过程以及其他调节肾脏稳态的细胞机制。 例如，研究人员曾探讨瞬时受体电位通道6（TRPC6）在新生木脂素（+）-康诺卡潘（CNCP）诱导HK-2肾上皮细胞凋亡中的作用[2]。
- 肾脏疾病：人肾2细胞系被用于研究各种肾脏疾病，例如急性肾损伤和糖尿病肾病，及其潜在的细胞和分子机制。例如，研究发现克洛托蛋白的甲基化水平与肾脏损伤相关。 降低Klotho基因启动子的甲基化水平可增强其表达，并减轻糖尿病db/db小鼠模型及高葡萄糖处理的HK-2细胞中诱发的肾损伤[3]。
- 毒理学研究：HK-2细胞是评估各类药物、化学物质及环境污染物潜在影响的绝佳研究工具。 这些研究可帮助研究人员评估药物安全性及其对肾细胞的副作用。例如，2022年发表的一项研究评估了天然草药金丝桃（Polygonatumkingianum，PK）多糖和水提取物对HK-2细胞中铀诱导的肾毒性的潜在影响。 研究发现，PK 具有保护作用，可预防肾细胞发生铀中毒 [4]。
5. HK-2细胞：研究论文
以下是一些以HK-2肾上皮细胞为研究对象的有趣论文。
CircHIPK3 通过调控 miR-326/miR-487a-3p/SIRT1 减轻高葡萄糖对人肾小管上皮 HK-2 细胞的毒性
发表于《糖尿病、代谢综合征与肥胖》（2022年）的这项研究提出，环状RNA HIPK3可减轻高血糖毒性对HK-2细胞增殖的抑制作用。 此外，它还能通过调控miR-326/miR-487a-3p/SIRT1级联反应来抑制细胞死亡。
金纳米颗粒在 HK-2 肾近端小管细胞和 786-0 癌细胞中的差异毒性机制
发表在《纳米医学》（2020）上的这项研究评估了金纳米颗粒（AuNPs）在786-0癌细胞和HK-2近端肾小管上皮细胞中的不同毒性机制。
通过抑制miRNA-320c可缓解高葡萄糖诱导的HK-2细胞毒性
该文章发表于《肾衰竭》（2022年）。研究结果表明，microRNA-320c可通过靶向PTEN并抑制PI3K/AKT信号通路，减轻高葡萄糖诱导的肾细胞（HK-2）毒性。
间充质干细胞来源的外泌体可减轻HK-2细胞的上皮-间充质转化
发表于《组织工程A辑》（2022年）的这项研究提出，源自间充质干细胞的外泌体可阻止HK-2肾细胞发生上皮-间充质转化。
长链非编码RNA TapSAKI促进HK-2细胞的炎症损伤及尿源性脓毒症诱导的肾损伤
《药学与药理学杂志》（2019年）的一篇文章指出，lncRNA TapSAKI通过调节microRNA-22/PTEN/TLR4/NF-κB信号通路，增强HK-2细胞的炎症反应和细胞死亡。
HK-2细胞系相关资源：操作指南、视频及其他
HK-2是一种著名的细胞系。以下是一些介绍HK-2细胞培养方案的资源。
- HK-2细胞培养：该网站汇集了丰富的HK-2细胞培养信息，包括HK-2细胞培养基配方、传代操作规程，以及增殖性与冷冻保存细胞培养的处理与维护方案。
- 细胞传代：本视频将帮助您学习贴壁细胞系的通用传代操作流程。
参考文献
- Handl, J. 等，重复传代对人近端肾小管 HK-2 细胞对毒性化合物敏感性的影响。《生理学研究》，2020 年，69(4): 第 731 页。
- Yang, G. 等，TRPC6通道的激活促进了(+)-康卡帕因诱导的HK-2细胞凋亡。《食品与化学毒理学》，2019年，129期：第281-290页。
- 杨，X.H. 等，EGCG通过逆转糖尿病db/db小鼠和HK-2细胞中klotho基因的过度甲基化来减轻肾脏损伤。《氧化医学与细胞长寿》，2020.
- Li, W. 等，金丝桃多糖及水提取物对铀诱导的人肾细胞（HK-2）毒性的保护作用。《国际生物大分子杂志》，2022. 202: 68-79 页。