Sejtkultúra
Amikor sejttenyészet van termesztése állati vagy növényi sejtek egy tápközegben kívül organizmus említett. A sejtvonalak egyfajta szövet sejtjei, amelyek e sejttenyésztés során korlátlanul szaporodhatnak. Mind az immortalizált (halhatatlan) sejtvonalakat, mind az elsődleges sejteket tenyésztik (elsődleges tenyészet). Az elsődleges tenyészet egy nem halhatatlan sejttenyészet, amelyet közvetlenül egy szövetből nyertünk. A sejttenyészeteket széles körben használják a biológiai és orvosi kutatásban, fejlesztésben és gyártásban.
sztori
A tudományos kutatás kezdete óta törekedtek arra, hogy a sejteket és a szöveteket egy szervezeten kívül is életben tartsák annak érdekében, hogy közelebbről megvizsgálhassák őket. Wilhelm Rouxnak először 1885 -ben sikerült néhány napig életben tartani az embrionális csirke sejteket sóoldatban, ezzel demonstrálva az alapelvet. 1913 -ban Alexis Carrel kimutatta, hogy a sejtek hosszabb ideig növekedhetnek a sejttenyészetben, amíg táplálják és aszeptikusan tartják őket.
A legrégebbi állati sejtvonal feltehetően matricás szarkóma , természetes eredetű fertőző daganat, amely 200–11 000 évvel ezelőtt keletkezett. Megalakulása óta, matrica szarkóma már összegyűlt mintegy 1,9 millió mutációk és 646 gén került törlésre .
Az 1951/1952 -es években először létrehozták a méhnyakrákból származó halhatatlan emberi sejtvonalat , amely később HeLa néven vált ismertté . Az ezt követő évtizedekben különösen a táptalajokat, a növekedési faktorokat és a körülményeket fejlesztették tovább, és új sejtvonalakat hoztak létre. A 1975-ben, César Milstein és Georges Köhler felfedezte a lehetőségét termelő monoklonális antitestek által sejtfúziót a limfociták a rákos sejtek a hibridóma technikát . Ezért a felfedezésért 1984 -ben fiziológiai vagy orvosi Nobel -díjat kaptak . Ezen túlmenően ezekben az években dolgoztak ki módszereket a gének célzott bevezetésére és kifejezésére a sejtekben, az úgynevezett transzfekcióra .
A még nem differenciálódott szomatikus sejteket - az úgynevezett őssejteket - először 1981 -ben izolálták egy embrionális egér blasztocisztájából . In vitro hajlamosak a spontán differenciálódásra. Ezt megelőzhetik olyan tényezők, amelyek elősegítik a sejtek önmegújulását. Az 1980 -as évek vége óta számos ilyen anyagot azonosítottak. Az e területen végzett kutatások jelenleg mind az embrionális, mind a felnőtt őssejtek tenyésztésére és célzott differenciálására összpontosítanak.
elv
A sejtekkel végzett munka nagy része sejttenyésztési laboratóriumban történik . Primer tenyészetek létre a különböző szövetekből , például teljes embriókból vagy egyedi szervek, például bőr, vese, stb A szövetet kezeljük egy proteáz , például a tripszin , amely lebontja a fehérjéket , hogy fenntartsák a sejt szerkezete. Ennek eredményeként a sejtek elszigetelődnek. Növekedési faktorok hozzáadásával bizonyos sejttípusokat célzott módon lehet osztani. A gyengén növekvő sejttípusokhoz tápsejteket , bazális membránszerű mátrixokat és az extracelluláris mátrix rekombináns összetevőit is használják.
Az állati vagy emberi szövetből vett tumorsejteket elemezzük és kiválasztjuk a tápközegben történő kezdeti növekedés után, a felszíni antigének ( immunocitológia ) vagy a genom ( PCR és szekvenálás ) elemzésével annak érdekében, hogy ezután egy nagy tumorsejt -klón kerüljön a tenyészetbe. A sejtek is genetikailag módosított bevezetésével plazmid , mint egy vektor . A sejteket eltávolítjuk a törzs kultúrából, és folyékony nitrogénben mélyhűtjük , majd más kutatóintézetekhez szállíthatjuk.
A legtöbb sejt élettartama korlátozott (a Hayflick-határ korlátozza ), néhány tumorból származó sejt kivételével. Bizonyos számú megduplázódás után ezek a sejtek elöregednek és már nem osztódnak. A létrehozott vagy halhatatlan sejtvonalak elnyerték a korlátlan osztódás képességét - akár véletlenszerű mutáció révén (tumorsejtekben), akár célzott változtatásokon keresztül (például a telomeráz gén mesterséges expressziója révén ).
Különbséget tesznek továbbá a tapadóan (felületeken) növekvő sejtek, például fibroblasztok , endoteliális sejtek vagy porcsejtek, valamint a tápközegben szabadon lebegő szuszpenziós sejtek , például limfociták között . A tenyésztési feltételek nagyban különböznek az egyes tenyésztett sejtvonalak között. A különböző sejttípusok előnyben részesítik a különböző táptalajokat, amelyek kifejezetten összetettek, például különböző pH -értékeket vagy aminosav- vagy tápanyag -koncentrációkat. Az emlőssejtek általában speciális inkubátorokban nőnek 37 ° C -on, 5% CO 2 légkörben . A sejtek osztódási sebességétől és sűrűségétől függően a sejtasszociációk néhány naponta lazulnak, és új erekbe kerülnek („áthaladás” vagy „hasítás”). Az áthaladási szám azt a gyakoriságot jelzi, amellyel a sejteket már átvitték. Folyamatos tenyészetben tapadó sejtek esetében a sejteket rendszeresen izolálják, hogy elkerüljék az összefolyást és a sejtkontaktus ezzel kapcsolatos gátlását .
A táptalajok például az RPMI-1640 , a Dulbecco's Modified Eagle Medium vagy a Ham F12 . Kiegyensúlyozott sóoldatokat , például Hanks-sókat vagy Earle-sókat használnak mosáshoz és rövid távú tároláshoz (néhány perc) .
használat
A sejttenyészeteket széles körben használják, különösen a kutatás és fejlesztés területén. Az anyagcsere, az osztódás és sok más sejtes folyamat tehát megvizsgálható az alapkutatásban. Ezenkívül a tenyésztett sejteket tesztrendszerként használják, például az anyagok jelátvitelre és a sejt toxicitására gyakorolt hatásának vizsgálatára . Ez drasztikusan csökkenti az állatkísérletek számát is .
Az emlőssejtek sejtkultúrái szintén nagyon fontosak számos biotechnológiai termék előállításához. Például sejtkultúra segítségével állítanak elő monoklonális antitesteket a kutatásban és a gyógyászati felhasználásban. Bár egyszerű fehérjék is előállíthatók baktériumokban kisebb erőfeszítéssel, a glikozilezett fehérjéket sejtkultúrában kell előállítani, mivel ez az egyetlen hely, ahol a fehérjék helyes glikozilezése megy végbe. Erre példa az eritropoetin (EPO). Sok vakcinát sejtkultúrában is előállítanak. A bioreaktorokat ipari sejttenyésztési folyamatok kifejlesztésére és megvalósítására használják, néhányat rovarsejt -tenyésztésben . Az egyszer használatos bioreaktorok egyre nagyobb érdeklődést mutatnak a biofarmakológiai termékek gyártása iránt .
A növényben a szaporítást a növényi szövettenyészetben állítják elő teljes növények sejtkultúráiból.
Sejtkultúra vonalak
Meg kell jegyezni, hogy a sejttenyésztési vonalak alábbi listája nem teljes. Az ATCC önmagában akár 4000 sejtvonalat tartalmaz.
Sejtvonal | jelentése | Származási faj | Eredeti szövet | morfológia | link |
---|---|---|---|---|---|
293-T | plazmidot tartalmaz, amely hőmérséklet-érzékeny mutánssal rendelkezik a 40 nagy Tian antigénből | személy | A HEK-293 vese (embrió) származéka | hámszövet | DSMZ Cellosaurus |
A431 | személy | bőr | hámszövet | DSMZ Cellosaurus | |
A549 | személy | A tüdő adenokarcinóma | hámszövet | DSMZ Cellosaurus | |
BCP-1 | személy | vér | limfocita | ATCC Cellosaurus | |
bVége.3 | agy endothel | egér | Agy / agykéreg | Endothel | ATCC Cellosaurus |
BHK-21 | szíriai baba hörcsög vese | hörcsög | Vese (embrionális) | Fibroblast | DSMZ Cellosaurus |
BxPC-3 | személy | Hasnyálmirigy , adenokarcinóma | hámszövet | DSMZ Cellosaurus | |
BY-2 | Világos sárga-2 | dohány | Kálusz a palántán | DSMZ ( Memento 2007. november 8 -tól az Internet Archívumban ) | |
CHO | Kínai hörcsög petefészek | hörcsög | Petefészek | hámszövet | ICLC Cellosaurus |
COS-1 | Az eredetileg hibás SV-40 CV-1 sejtekből történő átalakításából származik | Majom - Chlorocebus aethiops ( etióp zöld majom ) | vese | Fibroblast | DSMZ Cellosaurus |
COS-7 | Az eredetileg hibás SV-40 CV-1 sejtekből történő átalakításából származik | Majom - Chlorocebus aethiops | vese | Fibroblast | DSMZ Cellosaurus |
CV-1 | Majom - Chlorocebus aethiops | vese | Fibroblast | Cellosaurus | |
EPC | herpeszvírus okozta papularis epithelioma | Hal ( Pimephales promelas ) | bőr | hámszövet | ATCC Cellosaurus |
HaCaT | emberi felnőtt, kalcium, hőmérséklet | személy | Keratinocita | hámszövet | Cellosaurus |
HDMEC | emberi dermális mikrovaszkuláris endothelsejtek | személy | fityma | Endothel | Az Investigative Dermatology folyóirata |
HEK-293 | emberi embrionális vese | személy | Vese (embrionális) | hámszövet | DSMZ Cellosaurus |
HeLa | Henrietta Hiányzik | személy | Méhnyakrák ( méhnyakrák ) | hámszövet | DSMZ Cellosaurus |
HepG2 | emberi májsejtes karcinóma | személy | Májtumor | hámszövet | DSMZ Cellosaurus |
HL-60 | emberi leukémia | személy | Promieloblasztok | Vérsejtek | DSMZ Cellosaurus |
HMEC-1 | halhatatlanná tett emberi mikrovaszkuláris endothelsejteket | személy | fityma | Endothel | ATCC Cellosaurus |
HUVEC | emberi köldökvénás endothelsejtek | személy | Köldökvéna | Endothel | ICLC |
HT-1080 | személy | Fibrosarcoma | Kötőszöveti sejtek | DSMZ Cellosaurus | |
Jurkat | személy | T-sejtes leukémia | Vérsejtek | DSMZ Cellosaurus | |
K562 | a legrégebbi emberi leukémia sejtvonal | személy | vér | myeloid vérsejtek, 1975 | DSMZ Cellosaurus |
LNCaP | személy | Prosztata adenokarcinóma | hámszövet | DSMZ Cellosaurus | |
MCF-7 | Michigan Cancer Foundation | személy | Mell, adenokarcinóma | hámszövet | DSMZ Cellosaurus |
MCF-10A | Michigan Cancer Foundation | személy | Emlőmirigy | hámszövet | ATCC Cellosaurus |
MDCK | Madin Darby kutyavese | kutya | vese | hámszövet | ATCC Cellosaurus |
MTD-1A | egér | Emlőmirigy | hámszövet | Cellosaurus | |
MyEnd | szívizom endothel | egér | szív | Endothel | Cellosaurus |
Neuro-2A (N2A) | Neuroblasztóma | egér | agy | Neuroblast | DSMZ Cellosaurus |
NIH-3T3 | NIH , 3 napos transzfer, oltóanyag 3 × 105 5 sejt, kontakt gátolt NIH svájci egér embrió | egér | embrió | Fibroblast | DSMZ Cellosaurus |
NTERA-2 cl.D1 [NT2 / D1] | Pluripotens sejt differenciálható a tretinoin | személy | Herék , tüdőáttét | hámszövet | ATCC Cellosaurus |
P19 | A tretinoinnal differenciálható pluripotens sejt | egér | Embrionális karcinóma | hámszövet | DSMZ Cellosaurus |
PANC-1 | hasnyálmirigy 1 | személy | Hasnyálmirigy , adenokarcinóma | hámszövet | DSMZ Cellosaurus |
társ | személy | T -sejt leukémia | DSMZ Cellosaurus | ||
RTL-W1 | szivárványos pisztráng máj - Waterloo 1 sejtek | Szivárványos pisztráng - Oncorhynchus mykiss | máj | Fibroblast (valószínű) | Cellosaurus |
Sf-9 | Spodoptera frugiperda | Rovar - Spodoptera frugiperda (lepke) | Petefészek | DSMZ Cellosaurus | |
Saos-2 | Osteosarcoma | személy | csont | hámszövet | DSMZ Cellosaurus |
T2 | személy | T -sejt leukémia / B -sejtvonal hibridóma | DSMZ Cellosaurus | ||
T84 | személy | Vastagbélrák / tüdőáttét | hámszövet | ATCC Cellosaurus | |
U-937 | személy | Burkitt limfóma | monocita | DSMZ Cellosaurus |
Lásd még
irodalom
- Sabine Schmitz: A kísérletező: sejtkultúra . 1. kiadás. Spektrum Akadémiai Kiadó, 2007, ISBN 978-3-8274-1564-6 .
- Toni Lindl, Gerhard Gstraunthaler: Sejt- és szövetkultúra. Az alapoktól a laboratóriumi padig. 6. kiadás. Spektrum Akadémiai Kiadó, 2008, ISBN 978-3-8274-1776-3 .
- WW Minuth, L. Denk: Fejlett tenyésztési kísérletek tapadó sejtekkel. - Egyetlen sejttől a speciális szövetekig a perfúziós tenyészetben. Nyílt hozzáférésű közzététel. Regensburgi Egyetem 2011, ISBN 978-3-88246-330-9 .
Egyéni bizonyíték
- ↑ C. Murgia, JK Pritchard, SY Kim, A. Fassati, RA Weiss: A fertőző rák klonális eredete és evolúciója. In: Cell (2006), 126. kötet (3), 477-487. PMID 16901782 ; PMC 2593932 (ingyenes teljes szöveg).
- ^ ID O'Neill: Tömör áttekintés: fertőző állati daganatok, mint a rákos őssejtes folyamat modelljei. In: Őssejtek (2011), 29. kötet (12), 1909-1914. doi: 10.1002 / stem.751 . PMID 21956952 .
- ^ A b H. G. Parker, EA Ostrander: Bújás a sima nézetben-egy ősi kutya a modern világban. In: Tudomány. 343, 2014, 376–378. O., Doi: 10.1126 / science.1248812 .
- ↑ Nevezetességek
- ^ ATCC cellavonalak. Letöltve: 2018. február 6 .
- ↑ Zbigniew Ruszczak, Michael Detmar és munkatársai: Az rIFN alfa, béta és gamma hatása az emberi bőr mikrovaszkuláris endothelsejtjeinek morfológiájára, proliferációjára és sejtfelszíni antigén expressziójára in vitro. In: Journal of Investigative Dermatology. 95, 1990, 693-699, doi: 10.1111 / 1523-1747.ep12514496 .