Хек 293 клетки
Клетки эмбриональной почки человека 293 , также часто называемые HEK 293 , HEK-293 , 293 клеток , представляют собой иммортализованную клеточную линию, полученную из клеток HEK, выделенных от женского плода в 1970-х годах. [ 1 ] [ 2 ]
Линия клеток HEK 293 широко использовалась в исследованиях в течение десятилетий из -за его надежного и быстрого роста и склонности к трансфекции . Клеточная линия используется биотехнологической промышленностью для продуцирования терапевтических белков и вирусов для генной терапии , а также тестирования безопасности для огромного количества химических веществ.
История
[ редактировать ]Клетки HEK 293 были получены в 1973 году путем трансфекции культур нормальных человеческих эмбриональных клеток почек с выдвижной аденовирусной 5 ДНК в Alex Van Der EB лаборатории в Лейдене, Нидерланды . Клетки были получены от одного, прерванного или выкинутого плода, точное происхождение которого неясно. [ 3 ] [ 2 ] Клетки культивировали Van der EB; Трансфекция с аденовирусной ДНК была выполнена Фрэнком Грэмом , пост-докой в лаборатории Ван дер Эб. Они были опубликованы в 1977 году после того, как Грэм покинул Лейден в Университете МакМастера . [ 4 ] Их называют Хеком, так как они возникли в человеческих эмбриональных культурах почек, в то время как число 293 было получено из -за привычки Грэма насчитывать его эксперименты; Оригинальный клон Cell Hek 293 был из его 293 -го эксперимента. Грэм выполнил трансфекцию в общей сложности восемь раз, получив только один клон клеток, которые культивировали в течение нескольких месяцев. После предположительно адаптации к культуре тканей клетки из этого клона превратились в относительно стабильную линию HEK 293.
Последующий анализ показал, что трансформация была вызвана путем вставки ~ 4,5 килобаз от левой руки аденовирусного генома, который был включен в хромосому человека 19 . [ 5 ]
В течение многих лет предполагалось, что клетки HEK 293 генерировались путем трансформации фибробластической , эндотелиальной или эпителиальной клетки , и все они обильны в почках. Тем не менее, первоначальная трансформация аденовируса была неэффективной, что позволяет предположить, что ячейка, которая, наконец, произвела линию HEK 293, могла быть необычной в некотором роде. Грэм и его коллеги предоставили доказательства того, что клетки HEK 293 и другие клеточные линии человека, генерируемые аденовирусной трансформацией эмбриональных почечных клеток человека, обладают множеством свойств незрелых нейронов , что позволяет предположить, что аденовирус преимущественно трансформировал клеточную линию нейронов в оригинальной культуре почек. [ 6 ]
Комплексное исследование геномов и транскриптомов HEK 293 и пяти производных клеточных линий сравнивало транскриптом HEK 293 с таковой у почек человека, надпочечников, гипофиза и центральной нервной ткани. [ 7 ] Схема HEK 293 наиболее близко напоминала характер надпочечников, которые обладают много нейрональных свойств. Учитывая местоположение надпочечников ( надпочечники означает «рядом с почкой»), несколько клеток надпочечников могли бы быть правдоподобно появляться в культуре эмбриональной почки и могли быть преимущественно трансформированы аденовирусом. Аденовирусы трансформируют клетки нейронов гораздо более эффективно, чем типичные эпителиальные клетки почек человека. [ 6 ] Поэтому эмбриональная клетка предшественника надпочечников кажется наиболее вероятной ячейкой происхождения линии HEK 293. Как следствие, клетки HEK 293 не должны использоваться в качестве in vitro модели типичных почечных клеток .
Клетки HEK 293 имеют сложный кариотип , демонстрирующие две или более копий каждой хромосомы и с модальной хромосомой 64 -м. Они описываются как гипотрипроид, содержащие менее чем в три раза больше хромосом гаплоидного человека. Хромосомные аномалии включают в себя в общей сложности три копии Х -хромосом и четыре копии хромосомы 17 и хромосомы 22 . [ 7 ] [ 8 ] Присутствие множественных х хромосом и отсутствие каких -либо следов последовательности, полученной в хромосоме, позволяют предположить, что исходным плодом был женский.
Линия клеток 293T была создана в лаборатории Мишель Калос в Стэнфорде стабильной трансфекцией клеточной линии HEK 293 с плазмидой, кодирующей чувствительный к температуре мутант большого T-антигена SV40 ; Первоначально он назывался 293/ TSA1609NEO . [ 9 ] Первой ссылкой на линию ячейки как «293T» может быть ее использование для создания линии упаковочных ячеек BOSC23 для получения ретровирусных частиц. [ 10 ]
Варианты
[ редактировать ]Сообщалось о нескольких вариантах HEK 293. [ 11 ] [ 12 ]
- Хек 293
- HEK 293F
- Хек 293 фута
- HEK 293T
- HEK 293S
- HEK 293FTM
- HEK 293SG
- HEK 293SGD
- HEK 293H
- HEK 293E
- HEK EBNA1-6E [ 13 ]
- HEK 293MSR
- HEK 293A
- HEK293-HE1KO
HEK 293T
[ редактировать ]Трансфекция, используемая для создания 293T (с участием плазмиды PRSV-1609), обеспечила устойчивость к неомицину / G418 и экспрессию аллеля TSA1609 большого T-антигена SV40; Этот аллель полностью активен при 33 ° C (его допустимая температура ), имеет существенную функцию при 37 ° C и неактивен при 40 ° C. [ 14 ] 293T очень эффективно трансфицируется ДНК (например, его родительский HEK 293). Из -за экспрессии большого T -антигена SV40 трансфицированные плазмидные ДНК, которые несут происхождение репликации SV40 , могут реплицироваться в 293T и временно поддерживать высокое количество копий; Это может значительно увеличить количество рекомбинантного белка или ретровируса, которые могут быть получены из клеток.
Были определены полные последовательности генома трех разных изолятов 293T. Они очень похожи друг на друга, но показывают обнаруженную дивергенцию от клеточной линии родительского HEK 293. [ 15 ]
HEK293-HE1KO
[ редактировать ]Этот мутантный штамм не экспрессирует уравновешенного переносчика нуклеозида ENT1. Ген был выбит с использованием CRISPR-CAS9 , а клеточная линия сохраняет экспрессию ENT2. [ 16 ]
Приложения
[ редактировать ]
Клетки HEK 293 просты для роста в культуре и трансфекции. Они использовались в качестве хозяев для экспрессии генов . Как правило, эти эксперименты включают трансфекцию в гене (или комбинации генов), представляющих интерес, а затем анализ экспрессируемого белка . Широко распространенное использование этой клеточной линии обусловлено ее трансфекционной способностью различными методами, включая метод фосфата кальция , что достигает эффективности, приближающейся к 100%.
Примеры таких экспериментов включают:
- Влияние препарата на натриевые каналы [ 17 ]
- Индуцируемая интерференции РНК система [ 18 ]
- Изоформа-селективный протеинкиназы С. агонист [ 19 ]
- Взаимодействие между двумя белками [ 20 ]
- Сигнал ядерного экспорта в белке [ 21 ]
Клетки HEK 293 были адаптированы для роста в культуре суспензии, в отличие от пролиферации на пластиковых пластинах, в 1985 году. [ 22 ] Это позволило рост больших количеств рекомбинантных аденовирусных векторов.
Более конкретное использование клеток HEK 293 заключается в распространении аденовирусных векторов . [ 23 ] Вирусы предлагают эффективные средства доставки генов в клетки, которые они эволюционировали, и, таким образом, имеют большое значение в качестве экспериментальных инструментов. Однако, как патогены , они также представляют риск для экспериментатора. Эту опасности можно избежать с помощью вирусов, в которых отсутствуют ключевые гены, и которые, таким образом, не могут повторить после входа в клетку. Чтобы распространять такие вирусные векторы, требуется клеточная линия, которая экспрессирует пропущенные гены. Поскольку клетки HEK 293 экспрессируют ряд аденовирусных генов, их можно использовать для распространения аденовирусных векторов, в которых удаляются эти гены (обычно, E1 и E3), такие как Adeasy. [ 24 ] Однако гомологичная рекомбинация между вставленной клеточной последовательности AD5 и векторной последовательности, хотя и редкая, может восстановить способность репликации вектора. [ 25 ]
Важным вариантом этой клеточной линии является линия ячейки 293T . Он содержит большой T-антиген SV40 , который допускает эпизомальную репликацию трансфицированных плазмид , содержащих происхождение репликации SV40. Это позволяет усилить трансфицированные плазмиды и расширенную временную экспрессию желаемых генных продуктов. HEK 293, и особенно HEK 293T, клетки обычно используются для производства различных ретровирусных векторов. [ 26 ] Различные ретровирусные упаковочные линии также основаны на этих клетках.
Нативные белки, представляющие интерес
[ редактировать ]В зависимости от различных условий, экспрессия генов клеток HEK 293 может варьироваться. Следующие интересующие белки (среди многих других) обычно встречаются в необработанных клетках HEK 293:
- Рецептор с высвобождением кортикотрофина рецептора с высвобождением кортикотрофина типа 1 [ 27 ]
- Sphingosine-1-фосфатный рецепторы EDG1 , EDG3 и EDG5 [ 28 ]
- Мускариновый ацетилхолин рецептор M3 [ 29 ]
- Потенциал переходного рецептора TRPC1 , TRPC3 , TRPC4 , TRPC6 [ 30 ]
Биоэтика
[ редактировать ]Элвин Вонг, католическая биоэтика, утверждает, что, несмотря на неопределенность по поводу происхождения эмбриональных клеток, используемых для получения клеточной линии, можно сделать вывод, что это произошло из добровольного аборта . Для некоторых это может представлять этическую дилемму для использования HEK 293 и производных продуктов, таких как вакцины и многие лекарства. [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]
On 21 December 2020, the Roman Catholic Congregation for the Doctrine of the Faith stated that the moral duty to avoid vaccines made from cell lines derived from fetuses is, "not obligatory if there is grave danger, such as the otherwise uncontainable spread of a serious pathological event -- in this case, the pandemic spread of SARS-CoV-2 virus that causes Covid-19". The statement then justifies the use of other vaccines, "all vaccinations recognized as clinically safe and effective can be used in good conscience..."[35]
During the COVID-19 pandemic, anti-vaccination activists noted that HEK 293 cells are used in the manufacturing of the Oxford–AstraZeneca COVID-19 vaccine (AKA AZD1222). The cells are filtered out of the final products.[36]
Regeneron Pharmaceuticals, the maker of REGN-COV2, a therapeutic antibody cocktail used to alleviate symptoms of patients with COVID-19, did not use HEK 293T cells to produce the antibody cocktail but did use those cells to assess the potency of the drug.[37][32]
In response to ethical concerns of vaccine production, several strategies for clinicians to discuss with their patients have been suggested.[38]
See also
[edit]References
[edit]- ^ Kavsan, Vadym M; Iershov, Anton V; Balynska, Olena V (23 May 2011). "Immortalized cells and one oncogene in malignant transformation: old insights on new explanation". BMC Cell Biology. 12: 23. doi:10.1186/1471-2121-12-23. PMC 3224126. PMID 21605454.
- ^ Jump up to: a b Austriaco N (May 25, 2020). "Moral Guidance on Using COVID-19 Vaccines Developed with Human Fetal Cell Lines". Public Discourse. Witherspoon Institute. Retrieved December 23, 2020.
I received an e-mail a few months ago from Professor Frank Graham, who established this cell line. He tells me that to the best of his knowledge, the exact origin of the HEK293 fetal cells is unclear. They could have come from either a spontaneous miscarriage or an elective abortion.
- ^ van der Eb A. "USA FDA CTR For Biologics Evaluation and Research Vaccines and Related Biological Products Advisory Committee Meeting" (PDF). Lines 14–22: USFDA. p. 81. Archived from the original (PDF) on 2017-05-16. Retrieved August 11, 2012.
{{cite web}}: CS1 maint: location (link) - ^ Graham FL, Smiley J, Russell WC, Nairn R (July 1977). "Characteristics of a human cell line transformed by DNA from human adenovirus type 5". The Journal of General Virology. 36 (1): 59–74. CiteSeerX 10.1.1.486.3027. doi:10.1099/0022-1317-36-1-59. PMID 886304.
- ^ Louis N, Evelegh C, Graham FL (July 1997). "Cloning and sequencing of the cellular-viral junctions from the human adenovirus type 5 transformed 293 cell line". Virology. 233 (2): 423–9. doi:10.1006/viro.1997.8597. PMID 9217065.
- ^ Jump up to: a b Shaw G, Morse S, Ararat M, Graham FL (June 2002). "Preferential transformation of human neuronal cells by human adenoviruses and the origin of HEK 293 cells". FASEB Journal. 16 (8): 869–71. doi:10.1096/fj.01-0995fje. PMID 11967234. S2CID 6519203.
- ^ Jump up to: a b Lin YC, Boone M, Meuris L, Lemmens I, Van Roy N, Soete A, et al. (September 2014). "Genome dynamics of the human embryonic kidney 293 lineage in response to cell biology manipulations". Nature Communications. 5 (8): 4767. Bibcode:2014NatCo...5.4767L. doi:10.1038/ncomms5767. PMC 4166678. PMID 25182477.
- ^ "ECACC Catalogue Entry for HEK 293". hpacultures.org.uk. ECACC. Archived from the original on 2012-05-02. Retrieved 2012-03-18.
- ^ DuBridge RB, Tang P, Hsia HC, Leong PM, Miller JH, Calos MP (Jan 1987). "Analysis of mutation in human cells by using an Epstein-Barr virus shuttle system". Mol. Cell. Biol. 7 (1): 379–387. doi:10.1128/MCB.7.1.379. PMC 365079. PMID 3031469.
- ^ Pear WS, Nolan GP, Scott ML, Baltimore D (15 Sep 1993). "Production of high-titer helper-free retroviruses by transient transfection". Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 90 (18): 8392–8396. Bibcode:1993PNAS...90.8392P. doi:10.1073/pnas.90.18.8392. PMC 47362. PMID 7690960.
- ^ Abaandou, Laura; Quan, David; Shiloach, Joseph (2021-07-02). "Affecting HEK293 Cell Growth and Production Performance by Modifying the Expression of Specific Genes". Cells. 10 (7): 1667. doi:10.3390/cells10071667. ISSN 2073-4409. PMC 8304725. PMID 34359846.
- ^ Shahid, Nayiar; Chromwell, Christopher; Hubbard, Basil; Hammond, James (May 2021). "Characterization of a Novel HEK293 Cell Line (HEK293-ENT1KO) to Assess the Role of Equilibrative Nucleoside Transporter Subtype-2". The FASEB Journal. 35 (S1). doi:10.1096/fasebj.2021.35.S1.02185. ISSN 0892-6638.
- ^ "HEK293 expression platform (L-10894/11266/11565)" (PDF). National Research Council Canada. April 2019.
- ^ Rio DC, Clark SG, Tjian R (4 Jan 1985). "A mammalian host-vector system that regulates expression and amplification of transfected genes by temperature induction". Science. 227 (4682): 23–28. Bibcode:1985Sci...227...23R. doi:10.1126/science.2981116. PMID 2981116.
- ^ Lin YC, Boone M, Meuris L, Lemmens I, Van Roy N, Soete A, Reumers J, Moisse M, Plaisance S, Drmanac R, Chen J, Speleman F, Lambrechts D, Van de Peer Y, Tavernier J, Callewaert N (3 Sep 2014). "Genome dynamics of the human embryonic kidney 293 lineage in response to cell biology manipulations". Nat. Commun. 5. 4767. Bibcode:2014NatCo...5.4767L. doi:10.1038/ncomms5767. PMC 4166678. PMID 25182477.
- ^ Shahid, Nayiar; Chromwell, Christopher; Hubbard, Basil; Hammond, James (May 2021). "Characterization of a Novel HEK293 Cell Line (HEK293-ENT1KO) to Assess the Role of Equilibrative Nucleoside Transporter Subtype-2". The FASEB Journal. 35 (S1). doi:10.1096/fasebj.2021.35.S1.02185. ISSN 0892-6638.
- ^ Fredj S, Sampson KJ, Liu H, Kass RS (May 2006). "Molecular basis of ranolazine block of LQT-3 mutant sodium channels: evidence for site of action". British Journal of Pharmacology. 148 (1): 16–24. doi:10.1038/sj.bjp.0706709. PMC 1617037. PMID 16520744.
- ^ Amar L, Desclaux M, Faucon-Biguet N, Mallet J, Vogel R (March 2006). "Control of small inhibitory RNA levels and RNA interference by doxycycline induced activation of a minimal RNA polymerase III promoter". Nucleic Acids Research. 34 (5): e37. doi:10.1093/nar/gkl034. PMC 1390691. PMID 16522642.
- ^ Kanno T, Yamamoto H, Yaguchi T, Hi R, Mukasa T, Fujikawa H, et al. (June 2006). "The linoleic acid derivative DCP-LA selectively activates PKC-epsilon, possibly binding to the phosphatidylserine binding site". Journal of Lipid Research. 47 (6): 1146–56. doi:10.1194/jlr.M500329-JLR200. PMID 16520488.
- ^ Li T, Paudel HK (March 2006). "Glycogen synthase kinase 3beta phosphorylates Alzheimer's disease-specific Ser396 of microtubule-associated protein tau by a sequential mechanism". Biochemistry. 45 (10): 3125–33. doi:10.1021/bi051634r. PMID 16519507.
- ^ Mustafa H, Strasser B, Rauth S, Irving RA, Wark KL (April 2006). "Identification of a functional nuclear export signal in the green fluorescent protein asFP499". Biochemical and Biophysical Research Communications. 342 (4): 1178–82. doi:10.1016/j.bbrc.2006.02.077. PMID 16516151.
- ^ Stillman BW, Gluzman Y (August 1985). "Replication and supercoiling of simian virus 40 DNA in cell extracts from human cells". Molecular and Cellular Biology. 5 (8): 2051–60. doi:10.1128/mcb.5.8.2051. PMC 366923. PMID 3018548.
- ^ Thomas P, Smart TG (2005). "HEK293 cell line: a vehicle for the expression of recombinant proteins". Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 51 (3): 187–200. doi:10.1016/j.vascn.2004.08.014. PMID 15862464.
- ^ He TC, Zhou S, da Costa LT, Yu J, Kinzler KW, Vogelstein B (March 1998). "A simplified system for generating recombinant adenoviruses". Proc Natl Acad Sci U S A. 95 (5): 2509–14. Bibcode:1998PNAS...95.2509H. doi:10.1073/pnas.95.5.2509. PMC 19394. PMID 9482916.
- ^ Kovesdi, I; Hedley, SJ (August 2010). "Adenoviral producer cells". Viruses. 2 (8): 1681–703. doi:10.3390/v2081681. PMC 3185730. PMID 21994701.
- ^ Fanelli A (2016). "HEK293 Cell Line: human embryonic kidney cells". Retrieved 3 December 2017.
- ^ Dautzenberg FM, Higelin J, Teichert U (February 2000). "Functional characterization of corticotropin-releasing factor type 1 receptor endogenously expressed in human embryonic kidney 293 cells". European Journal of Pharmacology. 390 (1–2): 51–9. doi:10.1016/S0014-2999(99)00915-2. PMID 10708706.
- ^ Meyer zu Heringdorf D, Lass H, Kuchar I, Lipinski M, Alemany R, Rümenapp U, Jakobs KH (March 2001). "Stimulation of intracellular sphingosine-1-phosphate production by G-protein-coupled sphingosine-1-phosphate receptors". European Journal of Pharmacology. 414 (2–3): 145–54. doi:10.1016/S0014-2999(01)00789-0. PMID 11239914.
- ^ Luo J, Busillo JM, Benovic JL (August 2008). "M3 muscarinic acetylcholine receptor-mediated signaling is regulated by distinct mechanisms". Molecular Pharmacology. 74 (2): 338–47. doi:10.1124/mol.107.044750. PMC 7409535. PMID 18388243.
- ^ Zagranichnaya TK, Wu X, Villereal ML (August 2005). "Endogenous TRPC1, TRPC3, and TRPC7 proteins combine to form native store-operated channels in HEK-293 cells". The Journal of Biological Chemistry. 280 (33): 29559–69. doi:10.1074/jbc.M505842200. PMID 15972814.
- ^ Wong A (2006). "The ethics of HEK 293". The National Catholic Bioethics Quarterly. 6 (3): 473–95. doi:10.5840/ncbq20066331. PMID 17091554.
- ^ Jump up to: a b Schorr I (20 December 2020). "The Facts about the COVID Vaccines and Fetal Cell Lines". National Review.
- ^ "Balkan Insight: Tulpina religioasă a anti-vaccinismului se răspândește în Europa Centrală și de Est - International - HotNews.ro". 20 January 2021.
- ^ RELIGIOUS STRAIN OF ANTI-VAX GROWS IN CEE, balkaninsight.com
- ^ "Nota della Congregazione per la Dottrina della Fede sulla moralità dell'uso di alcuni vaccini anti-Covid-19". press.vatican.va. Retrieved 2024-03-06.
- ^ Rahman G (26 November 2020). "There are no foetal cells in the AstraZeneca Covid-19 vaccine". Full Fact.
- ^ Regalado, Antonio (7 October 2020). "Trump's antibody treatment was tested using cells originally derived from an abortion". MIT Technology Review. Retrieved 2021-09-30.
It's how you want to parse it," says Alexandra Bowie, a Regeneron spokesperson. "But the 293T cell lines available today are not considered fetal tissue
- ^ Zimmerman, Richard K. (2021-07-13). "Helping patients with ethical concerns about COVID-19 vaccines in light of fetal cell lines used in some COVID-19 vaccines". Vaccine. 39 (31): 4242–4244. doi:10.1016/j.vaccine.2021.06.027. ISSN 1873-2518. PMC 8205255. PMID 34172329.
External links
[edit]
- HEK 293 Transfection and Selection Data @ Cell-culture Database
- A HEK293 Cell Database Archived 2017-05-11 at the Wayback Machine
- 293 Cells (CRL-1573) Archived 2012-06-22 at the Wayback Machine in the ATCC database
- Transcript of FDA meeting, in which, starting page 77, van der Eb describes in detail the origin of HEK 293 cell
- 293T in the Culture Collections of Public Health England
- Cellosaurus entry for HEK 293 and HEK 293T
- ATCC entry for 293T