Ячейки HEK 293 - HEK 293 cells

Клетки 293 эмбриональной почки человека , также часто называемые клетками HEK 293 , HEK-293 , 293 или, менее точно, клетками HEK , представляют собой специфическую иммортализованную клеточную линию, полученную из абортированного плода, или клетки эмбриональной почки человека, выращенные в культуре ткани, взятой из плод женского пола в 1973 г.

Клетки HEK 293 широко используются в исследованиях клеточной биологии в течение многих лет из-за их надежного роста и склонности к трансфекции . Они также используются в биотехнологической промышленности для производства терапевтических белков и вирусов для генной терапии, а также для тестирования безопасности широкого спектра химических веществ.

293T (или HEK 293T ) представляет собой производную линию клеток человека, которая экспрессирует мутантную версию большого Т-антигена SV40 . Он очень часто используется в биологических исследованиях для создания белков и получения рекомбинантных ретровирусов .

История

Клетки HEK 293 были созданы в 1973 году путем трансфекции культур нормальных эмбриональных клеток почек человека срезанной ДНК аденовируса 5 в лаборатории Алекса ван дер Эба в Лейдене, Нидерланды . Клетки были получены от единственного, абортированного или выкидыша, точное происхождение которого неясно. Клетки культивировали van der Eb; трансдукция аденовирусом была выполнена Фрэнком Грэмом , доктором в лаборатории ван дер Эба. Они были опубликованы в 1977 году после того, как Грэм уехал из Лейдена в Университет Макмастера . Их называют НЕК, так как они произошли от культур эмбриональных почек человека, а число 293 пришло из-за привычки Грэхема нумеровать свои эксперименты; исходный клон клеток НЕК 293 был из его 293-го эксперимента. Грэм провел трансфекцию восемь раз, получив только один клон клеток, которые культивировались в течение нескольких месяцев. Предположительно, адаптировавшись к культуре ткани, клетки этого клона превратились в относительно стабильную линию HEK 293.

Последующий анализ показал, что трансформация была вызвана вставкой ~ 4,5 килобаз из левого плеча вирусного генома, который стал встроен в хромосому 19 человека .

В течение многих лет предполагалось, что клетки НЕК 293 были получены путем трансформации фибробластических , эндотелиальных или эпителиальных клеток , которые в изобилии присутствуют в почках. Однако первоначальная трансформация аденовируса была неэффективной, что позволяет предположить, что клетка, которая в конечном итоге произвела линию HEK 293, могла быть в некотором роде необычной. Грэм и его коллеги представили доказательства того, что клетки HEK 293 и другие линии клеток человека, полученные в результате трансформации аденовирусом эмбриональных клеток почек человека, обладают многими свойствами незрелых нейронов , предполагая, что аденовирус преимущественно трансформировал клетки нейронального происхождения в исходной культуре почек.

Всестороннее исследование геномов и транскриптомов HEK 293 и пяти производных клеточных линий сравнило транскриптом HEK 293 с транскриптомом почек, надпочечников, гипофиза и центральной нервной ткани человека. Паттерн НЕК 293 больше всего напоминал паттерн клеток надпочечников, которые обладают многими нейрональными свойствами. Учитывая расположение надпочечника (« надпочечник» означает «рядом с почкой»), некоторые клетки надпочечника вполне могли появиться в культуре, полученной из эмбриональной почки, и предпочтительно трансформироваться аденовирусом. Аденовирусы трансформируют клетки нейронального происхождения гораздо более эффективно, чем типичные эпителиальные клетки почек человека. Эмбриональная клетка-предшественник надпочечников, таким образом, кажется наиболее вероятной исходной клеткой линии HEK 293. Как следствие, клетки НЕК 293 не следует использовать в качестве модели in vitro типичных почечных клеток.

Клетки НЕК 293 имеют сложный кариотип , демонстрируя две или более копии каждой хромосомы и с модальным числом хромосом 64. Они описываются как гипотриплоидные, содержащие менее чем в три раза больше хромосом гаплоидной гаметы человека. Хромосомные аномалии включают в общей сложности три копии Х-хромосомы и четыре копии хромосомы 17 и хромосомы 22 . Наличие нескольких X-хромосом и отсутствие каких-либо следов последовательности, полученной из Y-хромосомы , позволяют предположить, что исходный плод был женским.

Клеточная линия 293T была создана в лаборатории Michele Calos в Стэнфорде путем стабильной трансфекции клеточной линии HEK 293 плазмидой, кодирующей термочувствительный мутант большого Т-антигена SV40; Первоначально он назывался 293 / tsA1609neo . Первая ссылка на линию клеток как «293T» может быть связана с ее использованием для создания линии упаковывающих клеток BOSC23 для получения ретровирусных частиц.

Варианты

Сообщалось о нескольких вариантах HEK 293.

  • HEK 293F
  • HEK 293FT
  • HEK 293T
  • HEK 293S
  • HEK 293FTM
  • HEK 293SG
  • HEK 293SGGD
  • HEK 293H
  • HEK 293E
  • HEK EBNA1-6E
  • HEK 293MSR
  • HEK 293A

HEK 293T

Трансфекция, использованная для создания 293T (с участием плазмиды pRSV-1609), придает устойчивость к неомицину / G418 и экспрессию аллеля tsA1609 большого Т-антигена SV40; этот аллель полностью активен при 33 ° C ( допустимая температура ), имеет существенную функцию при 37 ° C и неактивен при 40 ° C. 293T очень эффективно трансфицируется ДНК (как и его родительский HEK 293). Вследствие экспрессии большого Т-антигена SV40 трансфицированные плазмидные ДНК, несущие точку начала репликации SV40, могут реплицироваться в 293T и временно будут поддерживать высокое количество копий; это может значительно увеличить количество рекомбинантного белка или ретровируса, которое может продуцироваться из клеток.

Были определены полные геномные последовательности трех различных изолятов 293T. Они очень похожи друг на друга, но обнаруживают заметное отклонение от родительской линии клеток HEK 293.

Приложения

Иммунофлуоресцентные клетки HEK 293

Клетки HEK 293 легко выращивать в культуре и трансфицировать. Их использовали в качестве хозяев для экспрессии генов . Обычно эти эксперименты включают трансфекцию интересующего гена (или комбинации генов) с последующим анализом экспрессированного белка . Широкое использование этой клеточной линии связано с ее трансфекцией различными методами, включая кальций-фосфатный метод, с достижением эффективности, приближающейся к 100%.

Примеры таких экспериментов включают:

Клетки HEK 293 были адаптированы для роста в суспензионной культуре, в отличие от пролиферации на пластиковых планшетах, в 1985 году. Это позволило выращивать большие количества рекомбинантных аденовирусных векторов.

Более конкретное использование клеток HEK 293 заключается в размножении аденовирусных векторов . Вирусы предлагают эффективные средства доставки генов в клетки, для чего они и были созданы, и поэтому они очень полезны в качестве экспериментальных инструментов. Однако, как патогены , они также представляют опасность для экспериментатора. Этой опасности можно избежать, используя вирусы, у которых отсутствуют ключевые гены и которые, таким образом, не могут реплицироваться после проникновения в клетку. Для размножения таких вирусных векторов требуется клеточная линия, экспрессирующая отсутствующие гены. Поскольку клетки HEK 293 экспрессируют ряд аденовирусных генов, их можно использовать для размножения аденовирусных векторов, в которых эти гены (как правило, E1 и E3) удалены, например AdEasy. Однако гомологичная рекомбинация между вставленной клеточной последовательностью Ad5 и последовательностью вектора, хотя и бывает редко, может восстановить репликационную способность вектора.

Важным вариантом этой клеточной линии является клеточная линия 293T . Он содержит большой Т-антиген SV40, который позволяет эписомную репликацию трансфицированных плазмид, содержащих ориджин репликации SV40. Это позволяет амплифицировать трансфицированные плазмиды и увеличивать временную экспрессию желаемых генных продуктов. Клетки HEK 293 и особенно HEK 293T обычно используются для производства различных ретровирусных векторов. Различные линии ретровирусных упаковывающих клеток также основаны на этих клетках.

Представляющие интерес нативные белки

В зависимости от различных условий экспрессия гена клеток HEK 293 может варьироваться. Следующие представляющие интерес белки (среди многих других) обычно обнаруживаются в необработанных клетках HEK 293:

Биоэтика

Элвин Вонг утверждает, что, несмотря на неопределенность в отношении происхождения плода, использованного для получения клеточной линии, косвенные доказательства убедительно свидетельствуют о том, что он произошел в результате добровольного аборта. В контексте католического учения это представляет этические трудности при использовании HEK 293 и производных продуктов, таких как вакцины.

21 декабря 2020 года Конгрегация доктрины веры в документе, одобренном Папой, заявила, что «морально приемлемо получать вакцины против COVID-19, в исследованиях и производстве которых использовались клеточные линии абортированных плодов. процесс », но только там, где другие альтернативы отсутствуют (или в настоящее время недоступны), или когда существует риск более серьезной опасности.

Во время пандемии COVID-19 активисты, выступающие против вакцинации, отметили, что клетки HEK 293 используются в производстве вакцины Oxford – AstraZeneca COVID-19 (AKA AZD1222). Ячейки отфильтровываются из конечных продуктов.

По данным фармацевтических компаний, таких как Regeneron Pharmaceuticals , современная клеточная линия настолько удалена от своего происхождения, что больше не считается тканью плода.

использованная литература

внешние ссылки