Εισαγωγή

Το Κύτταρα U2OS Η κυτταρική σειρά — γνωστή επίσης ως U-2 OS, U-2OS, U-2-OS, U2-OS, U20-S, U20S και 2T — είναι μία από τις πρώτες ανθρώπινες καρκινικές κυτταρικές σειρές που δημιουργήθηκαν και εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται ενεργά μέχρι σήμερα. Η σειρά δημιουργήθηκε στα μέσα της δεκαετίας του 1960 από ένα μέτρια διαφοροποιημένο οστεοσάρκωμα της κνήμης και περιγράφηκε για πρώτη φορά από τους Pontén και Saksela το 1967 [1]. Η δημιουργία της παρείχε στους ερευνητές ένα εύχρηστο, προσκολλητικό μοντέλο με επιθηλιακή μορφολογία για τη μελέτη των οστικών νεοπλασμάτων, της βιολογίας των όγκων και της θεμελιώδους κυτταρικής βιολογίας. Κατά τις επόμενες δεκαετίες, η σειρά U2OS εξελίχθηκε σε ακρογωνιαίο λίθο της έρευνας για την επιδιόρθωση του DNA, της ανακάλυψης φαρμάκων για το οστεοσάρκωμα, της ανάλυσης του κυτταρικού κύκλου και της γονιδιωματικής χαρτογράφησης. Η κυτταρική σειρά διατηρεί τη λειτουργία του TP53 τύπου άγριου τύπου — κάτι σχετικά σπάνιο μεταξύ των σειρών οστεοσαρκώματος — γεγονός που την καθιστά ιδιαίτερα πολύτιμη για τη διερεύνηση των p53-εξαρτώμενων οδών, των αποκρίσεων σε βλάβες του DNA και της ρύθμισης του κιρκαδικού ρυθμού. Με μια εκτενή συλλογή συνόλων δεδομένων ομικών επιστημών και εκατοντάδες δημοσιευμένες μελέτες, η U2OS παραμένει ένα από τα πιο συχνά αναφερόμενα και καλύτερα χαρακτηρισμένα μοντέλα ανθρώπινου καρκίνου που έχουν στη διάθεσή τους οι βιοϊατρικοί επιστήμονες.

Κύρια συμπεράσματα

• Το U2OS (αριθμός καταχώρισης Cellosaurus CVCL_0042) είναι μια ανθρώπινη κυτταρική σειρά οστεοσαρκώματος που δημιουργήθηκε στα μέσα της δεκαετίας του 1960 από ιστό της κνήμης και περιγράφηκε για πρώτη φορά το 1967.
• Η σειρά αυτή φέρει το TP53 φυσικού τύπου, γεγονός που την καθιστά ένα προτιμώμενο μοντέλο για μελέτες του κυτταρικού κύκλου που εξαρτώνται από το p53 και των βλαβών στο DNA.
• Τα κύτταρα U2OS αναπτύσσονται ως προσκολλημένα μονοστρωματικά κύτταρα με επιθηλιακή μορφολογία, με χρόνο διπλασιασμού που έχει αναφερθεί ότι κυμαίνεται από περίπου 25–30 ώρες (DSMZ ACC-785) έως 36 ώρες (Mohseny et al.).
• Η κυτταρική σειρά έχει αναλυθεί εκτενώς σε σύνολα δεδομένων γονιδιωματικής, μεταγραφωματικής, πρωτεωματικής και διαλογής φαρμάκων, συμπεριλαμβανομένης της «Εγκυκλοπαίδειας Καρκινικών Κυτταρικών Σειρών» (Cancer Cell Line Encyclopedia).
• Το U2OS έχει χρησιμεύσει ως πλατφόρμα για εκατοντάδες παραγώγες γενετικά τροποποιημένες κυτταρικές σειρές που χρησιμοποιούνται σε δοκιμασίες GPCR, μελέτες φθορίζοντων δεικτών και λειτουργικές αναλύσεις με βάση την τεχνολογία CRISPR.
• Οι τρέχουσες ερευνητικές εφαρμογές καλύπτουν την ανακάλυψη φαρμάκων για το οστεοσάρκωμα, τους μηχανισμούς επιδιόρθωσης του DNA, την κιρκαδική βιολογία, την ενδοκυττάρωση και τον μεταβολικό επαναπρογραμματισμό.

Τι είναι το U2OS;

Η σειρά U2OS προήλθε από το κνήμιο μιας 15χρονης ασθενούς με οστεοσάρκωμα. Η σειρά δημιουργήθηκε στα μέσα της δεκαετίας του 1960 και αναφέρθηκε για πρώτη φορά από τους Pontén και Saksela το 1967 [1], και στη συνέχεια καταχωρήθηκε στον κατάλογο των ανθρώπινων καρκινικών σειρών κυττάρων για την έρευνα στον τομέα του καρκίνου [2]. Ο αρχικός ανοσολογικός χαρακτηρισμός επιβεβαίωσε την απουσία μόλυνσης από κύτταρα HeLa [3] και προσδιόρισαν το προφίλ των αντιγόνων HLA της κυτταρικής σειράς [4] [5]. Η κυτταρική σειρά αναπτύσσεται ως προσκολλημένη μονοστρωματική καλλιέργεια με επιθηλιακή μορφολογία. Οι αναφερόμενοι χρόνοι διπλασιασμού διαφέρουν ανάλογα με την πηγή: περίπου 25–30 ώρες σύμφωνα με την καταχώριση στον κατάλογο του DSMZ (ACC-785) και περίπου 36 ώρες, όπως προκύπτει από τον λειτουργικό χαρακτηρισμό των Mohseny et al. [13] [61]. Κατατάσσεται ως σειρά οστεοσαρκώματος μέτριας διαφοροποίησης που διατηρεί το TP53 φυσιολογικού τύπου, γεγονός που τη διακρίνει από άλλες σειρές οστεοσαρκώματος, όπως η Saos-2, η οποία στερείται εντελώς της έκφρασης του p53. Ο συγκριτικός χαρακτηρισμός έδειξε ότι τα κύτταρα U2OS είναι αρνητικά ως προς τους περισσότερους κλασικούς οστεοβλαστικούς δείκτες, γεγονός που αντανακλά τη σχετικά αδιαφοροποίητη κατάστασή τους σε σύγκριση με πιο ώριμες σειρές οστεοσαρκώματος [6]. Η γραμμή είναι σταθερή ως προς τους μικροδορυφόρους (MSS) και φέρει μια ετερόζυγη παραλλαγή του γονιδίου PPM1D που προκαλεί αποκοπή (p.Arg458Ter, c.1372C>T), η οποία έχει καταγραφεί για την U2OS στις βάσεις δεδομένων Cellosaurus και DepMap (ACH-000364) [61]. Η λειτουργική συνέπεια αυτής της κατηγορίας αλληλομόρφων του γονιδίου PPM1D, τα οποία παρουσιάζουν περικοπή στο C-τελικό άκρο και κέρδος λειτουργίας — δηλαδή η διαταραχή του σημείου ελέγχου G1 που εξαρτάται από το p53 — χαρακτηρίστηκε από τους Kleiblova et al. [7].

Η χρωμοσωμική ανάλυση μέσω συγκριτικής γονιδιωματικής υβριδοποίησης αποκάλυψε σύνθετες γονιδιωματικές ανωμαλίες σε διάφορες σειρές οστεοσαρκώματος, συμπεριλαμβανομένης της U2OS, με μέσο όρο 20,8 ανωμαλιών ανά σειρά (εύρος 10–31) [8]. Η ανάλυση CGH υψηλής ανάλυσης εντόπισε επιπλέον κρυφές μικροαποκλίσεις, και η σειρά U-2 OS παρουσίασε τον μικρότερο αριθμό τέτοιων περιστατικών μεταξύ των τεσσάρων εξετασθέντων στελεχών οστεοσαρκώματος — έξι, η χαμηλότερη συχνότητα στο σύνολο — κάτι που συνάδει με το φυσιολογικό TP53 της, ενώ η σειρά SAOS-2 με μεταλλαγμένο TP53 παρουσίαζε 17 [9]. Ο μοριακός χαρακτηρισμός που διεξήχθη στο πλαίσιο της κοινοπραξίας EuroBoNeT επιβεβαίωσε την ύπαρξη του φυσιολογικού τύπου του γονιδίου TP53 στην κυτταρική σειρά U2OS και εντόπισε την ομόζυγη διαγραφή του γονιδίου CDKN2A ως το μοναδικό πιο συχνό φαινόμενο σε ολόκληρο το σύνολο των οστικών όγκων (15 από τις 36 κυτταρικές σειρές), το οποίο συνδέεται άμεσα με την απουσία της πρωτεΐνης p16· δεν καταγράφεται διαγραφή του CDKN2A για την ίδια την U2OS στο Cellosaurus [10] [61]. Έχουν καταγραφεί αναδιατάξεις του γονιδίου p53 σε πρωτοπαθή οστεογενή σαρκώματα και σε σχετικές κυτταρικές σειρές [11], ενώ αποδείχθηκε ότι η υπερέκφραση της πρωτεΐνης p53 φυσικού τύπου αναστέλλει την κυτταρική ανάπτυξη στα κύτταρα του οστεοσαρκώματος [12], υπογραμμίζοντας τη σημασία του μοντέλου U2OS για την έρευνα σχετικά με την οδό του p53. Λειτουργικές μελέτες επιβεβαίωσαν ότι τα κύτταρα U2OS σχηματίζουν όγκους in vivo μετά από υποδόρια ένεση, επικυρώνοντας τη χρησιμότητά τους ως αντιπροσωπευτικού μοντέλου οστεοσαρκώματος [13].

Πληροφορίες για την καλλιέργεια κυττάρων

Πλεονεκτήματα των κυττάρων U2OS

Ένα από τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα της σειράς U2OS είναι η διατήρηση του TP53 φυσικού τύπου. Αυτή η ιδιότητα καθιστά τη σειρά ιδανική για τη μελέτη διαδικασιών που εξαρτώνται από το p53, όπως τα σημεία ελέγχου βλάβης του DNA, η διακοπή του κυτταρικού κύκλου, η απόπτωση και οι μεταγραφικές αποκρίσεις στο γενοτοξικό στρες. Επειδή πολλές κυτταρικές σειρές οστεοσαρκώματος και καρκίνου φέρουν μεταλλάξεις του p53, η U2OS καλύπτει μια κρίσιμη θέση ως μοντέλο οστικού όγκου, στο οποίο μπορεί να αξιολογηθεί η φαρμακολογία της οδού του p53 χωρίς την παρεμβολή των μεταλλάξεων απώλειας λειτουργίας. Οι ανταγωνιστές του MDM2 καταδεικνύουν γιατί αυτή η διάκριση έχει σημασία. Σε μια ομάδα κυτταρικών σειρών σαρκώματος, ο ανταγωνιστής του MDM2 Nutlin-3A σταθεροποίησε το p53 και προκάλεσε αποτελεσματικά την κατάντη p53-εξαρτώμενη μεταγραφή και απόπτωση σε σειρές που φέρουν ενισχυμένο MDM2· σε σειρές με TP53 φυσικού τύπου αλλά χωρίς ενίσχυση του MDM2 — η διαμόρφωση που παρατηρείται στο U2OS — παρατηρήθηκε κάποια ανταπόκριση στο Nutlin, αλλά δεν προκλήθηκε απόπτωση [14]. Ένα μοντέλο οστικού όγκου με λειτουργικό p53 επιτρέπει, επομένως, την ξεχωριστή ανάλυση της συμβολής της κατάστασης του p53 και της δοσολογίας του MDM2, αντί να συγχέονται μεταξύ τους.

Τα κύτταρα U2OS είναι ιδιαίτερα κατάλληλα για μικροσκοπία ζωντανών κυττάρων και δοκιμασίες φθορισμού, χάρη στην επίπεδη, προσκολλητική επιθηλιακή μορφολογία τους και το σχετικά μεγάλο μέγεθος του πυρήνα τους. Αυτές οι ιδιότητες έχουν οδηγήσει στη δημιουργία εκατοντάδων παραγώγων γενετικά τροποποιημένων σειρών — μεταξύ των οποίων Κύτταρα U2OS-CRISPR-NUP96-SNAP καθώς και πολυάριθμες παραλλαγές των PathHunter και LanthaScreen, οι οποίες έχουν όλες καταχωριστεί ως υποκαταχωρήσεις του CVCL_0042 [61] — οι οποίες αξιοποιούν τη δυνατότητα μεταμόλυνσης και την οπτική διαύγεια της γονιδιακής σειράς. Η κυτταρική σειρά συμμετέχει επίσης σε πολλές σημαντικές πρωτοβουλίες γονιδιωματικής και πρωτεομικής χαρτογράφησης, συμπεριλαμβανομένου του έργου «Cancer Dependency Map» (DepMap ACH-000364, το οποίο ενσωματώνει την «Cancer Cell Line Encyclopedia») και του πίνακα κυτταρικών ατλάντων του «Human Protein Atlas», παρέχοντας στους ερευνητές πλούσια σύνολα δεδομένων αναφοράς, με βάση τα οποία μπορούν να αξιολογηθούν τα πειραματικά αποτελέσματα. [15] [16] [61].

Η σειρά αυτή έχει αποδειχθεί ιδιαίτερα ευνοϊκή για γενετική παρέμβαση, υποστηρίζοντας σταθερή και παροδική μεταμόλυνση, γονιδιακή επεξεργασία με CRISPR-Cas9, καταστολή μέσω RNAi και ιική μεταγωγή. Η αποτελεσματική ενσωμάτωση εξωγενών κατασκευασμάτων και η ισχυρή κινητική ανάπτυξής της την καθιστούν ένα πρακτικό εργαλείο για πλατφόρμες διαλογής υψηλής απόδοσης. Τα προφίλ «Cell Painting» για 5.259 φάρμακα στο U2OS αποτελούν ένα από τα μεγαλύτερα σύνολα δεδομένων μορφολογικής αναφοράς στη χημική βιολογία και έχουν συνδυαστεί με θερμική πρωτεομική ανάλυση για την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με τον μηχανισμό δράσης των ενώσεων σε μεγάλη κλίμακα [17]. Αυτό το εύρος εφαρμογών — που εκτείνεται από τη βιολογία του καρκίνου των οστών έως τη θεμελιώδη κυτταρική βιολογία και την ανακάλυψη φαρμάκων — αποτελεί τη βάση της διαχρονικής δημοτικότητας του U2OS.

Περιορισμοί των κυττάρων U2OS

Παρά τα πολλά πλεονεκτήματά του, το U2OS παρουσιάζει χρωμοσωμική πολυπλοκότητα που μπορεί να δυσχεράνει την ερμηνεία. Η συγκριτική γονιδιωματική υβριδοποίηση σε οκτώ σειρές οστεοσαρκώματος αποκάλυψε κατά μέσο όρο 20,8 χρωμοσωμικές ανωμαλίες ανά σειρά, με το U2OS να παρουσιάζει κέρδη και απώλειες σε πολλαπλές περιοχές [8]. Η ετερόζυγη παραλλαγή του γονιδίου PPM1D που προκαλεί κοπή της αλληλουχίας και αύξηση της λειτουργίας (p.Arg458Ter) παρεμποδίζει τον έλεγχο G1 που εξαρτάται από την πρωτεΐνη p53, πράγμα που σημαίνει ότι, ενώ η πρωτεΐνη p53 είναι παρούσα και έχει την φυσιολογική αλληλουχία, η μεταγενέστερη σηματοδότησή της είναι μερικώς εξασθενημένη [7] [61]. Οι ερευνητές που ασχολούνται με τη φαρμακολογία της οδού p53 θα πρέπει να λαμβάνουν υπόψη αυτόν τον τροποποιητικό παράγοντα κατά την ερμηνεία των αποτελεσμάτων.

Ως γραμμή οστεοσαρκώματος μέτριας διαφοροποίησης, η U2OS δεν αναπαράγει πιστά τον ώριμο οστεοβλαστικό φαινότυπο. Ο ανοσοκυτταροχημικός χαρακτηρισμός έδειξε ότι είναι αρνητική ως προς τους περισσότερους οστεοβλαστικούς δείκτες, σε αντίθεση με τις πιο ώριμες Κύτταρα SaOS-2 γραμμή [6]. Επομένως, σε μελέτες που απαιτούν αξιόπιστους δείκτες οστεογενετικής διαφοροποίησης ή αντιδράσεις ορυκτοποίησης, η σειρά U2OS ενδέχεται να μην είναι αρκετά αντιπροσωπευτική της βιολογίας των οστεοβλαστών σε προχωρημένο στάδιο. Επιπλέον, όπως όλες οι καθιερωμένες κυτταρικές σειρές, η U2OS έχει αναπτύξει προσαρμογές εκτός οργανισμού που ενδέχεται να μην αντικατοπτρίζουν πιστά τη βιολογία του πρωτογενούς όγκου, ιδίως όσον αφορά τις αλληλεπιδράσεις με το στρώμα και την τρισδιάστατη αρχιτεκτονική [13].

Η μακροχρόνια καλλιέργεια των κυττάρων U2OS, όπως και κάθε κυτταρικής σειράς, ενέχει τον κίνδυνο γενετικής μετατόπισης και φαινοτυπικής διακύμανσης μεταξύ των υποκλώνων. Συνιστάται ανεπιφύλακτα η πιστοποίηση μέσω προφίλ σύντομων επαναλαμβανόμενων αλληλουχιών (STR), προκειμένου να διασφαλιστεί η αναπαραγωγιμότητα μεταξύ των εργαστηρίων [18]. Οι ερευνητές θα πρέπει επίσης να λάβουν υπόψη ότι το U2OS εκφράζει μόνο ένα υποσύνολο των κλασικών πρωτεϊνών της εξωκυτταρικής μήτρας των οστεοβλαστών, γεγονός που περιορίζει τη χρήση του ως υποκατάστατου σε μελέτες του μικροπεριβάλλοντος των οστών που βασίζονται στο κολλαγόνο Ι ή σε άλλα προϊόντα ώριμων οστεοβλαστών.

Δείτε τις πλήρεις προδιαγραφές και κάντε την παραγγελία σας

Εφαρμογές

Ανακάλυψη φαρμάκων και θεραπευτική διαλογή για το οστεοσάρκωμα

Το U2OS αποτελεί το κύριο μοντέλο για την αξιολόγηση νέων και επαναχρησιμοποιούμενων ενώσεων κατά του οστεοσαρκώματος. Μελέτες έχουν εξετάσει τις αντικαρκινικές δράσεις διαφόρων φυσικών και συνθετικών παραγόντων σε αυτή τη σειρά κυττάρων. Η κουρκίνη C, μια πρωτεΐνη τύπου Ι που αδρανοποιεί τα ριβοσώματα και προέρχεται από σπόρους Jatropha curcas που έχουν υποστεί βλάστηση, αποδείχθηκε ότι αναστέλλει τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων U2OS μέσω απόπτωσης που προκαλείται από ROS, αυτοφαγίας και διακοπής τόσο στη φάση S όσο και στη φάση G2/M, με το αποτέλεσμα να αποδίδεται στην ενεργοποίηση της σηματοδότησης JNK παράλληλα με την αναστολή της οδού ERK· ο καταστροφέας ROS NAC και ο αναστολέας της JNK SP600125 μείωσαν ο καθένας την απόκριση, υποστηρίζοντας την προτεινόμενη αλυσιδωτή αντίδραση [53]. Μια μεταγενέστερη μελέτη έδειξε ότι η υψηλότερη δραστικότητα της Curcin C σε σχέση με την Curcin στα κύτταρα U2OS εξηγείται σε μεγάλο βαθμό από την εξαρτώμενη από κλαθρίνη ενδοκυττάρωση που μεσολαβείται από το LRP1, η οποία είναι διαθέσιμη για την Curcin C αλλά όχι για την Curcin.

Η αλοπερίνη, ένα φυσικό αλκαλοειδές, ανέστειλε τον πολλαπλασιασμό και την κλωνογονικότητα τόσο των κυττάρων οστεοσαρκώματος MG-63 όσο και των U2OS, προκάλεσε απόπτωση, όπως επιβεβαιώθηκε με κυτταρομετρία ροής, και ανέστειλε την εισβολή σε δοκιμασίες «scratch» και «transwell», με υπορύθμιση των MMP-2, MMP-9, PI3K και p-AKT1 [54]. Η μελέτη αυτή ανέδειξε πολλαπλές συγκλίνουσες οδούς μέσω των οποίων τα φυσικά αλκαλοειδή θα μπορούσαν να παρεμποδίζουν ταυτόχρονα την ανάπτυξη και το μεταστατικό δυναμικό. Ανεξάρτητα από αυτό, ο φυσικός μεταβολίτης γλυκαντικής ουσίας, η στεβιόλη, αποδείχθηκε ότι αναστέλλει τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων U2OS με τρόπο που εξαρτάται από τη δόση και το χρόνο, ενώ η μηχανιστική έρευνα αποκάλυψε διακοπή του κυτταρικού κύκλου στη φάση G1 και μια μιτοχονδριακή οδό απόπτωσης, όπως υποδεικνύεται από την αυξημένη αναλογία Bax/Bcl-2 [55] — ευρήματα που τοποθετούν τους φυσικούς μεταβολίτες ως υποψήφιους για την έρευνα σχετικά με τη χημειοπρόληψη του οστεοσαρκώματος.

Το ταννικό οξύ ενίσχυσε την κυτταροτοξική δράση της σισπλατίνης στα κύτταρα U2OS, αλλά η αλληλεπίδραση αποδείχθηκε έντονα εξαρτώμενη από την αναλογία: συνέργεια παρατηρήθηκε σε αναλογίες ταννικού οξέος προς σισπλατίνη 90:10 και 85:15, ενώ οι αναλογίες 75:25 και 50:50 ήταν ανταγωνιστικές, και το ταννικό οξύ μόνο του δεν ανέστειλε σημαντικά τα φυσιολογικά οστεοβλάστες hFOB 1.19 [56]. Επομένως, οποιαδήποτε στρατηγική ευαισθητοποίησης με βάση τις πολυφαινόλες εξαρτάται από την προσεκτική βελτιστοποίηση της αναλογίας δόσεων και όχι από την απλή ταυτόχρονη χορήγηση. Ο γαλλικός οξύς ενίσχυσε ομοίως τον επαγόμενο από το ολαπαρίμπ κυτταρικό θάνατο και μείωσε την επίκτητη αντοχή στο ολαπαρίμπ σε κύτταρα U2OS και σε ένα παράγωγο ανθεκτικό στο ολαπαρίμπ (U2OS-PIR), αναστέλλοντας την αγγειογένεση και ρυθμίζοντας τα cPARP, Bcl-2 και Bax [57], διευρύνοντας το φάσμα των συνδυασμών φυσικών ενώσεων που μπορούν να εφαρμοστούν στην έρευνα για τη θεραπεία του οστεοσαρκώματος. Το λενβατινίμπ, ένας εγκεκριμένος αναστολέας πολλαπλών κινάσεων, αποδείχθηκε ότι προκαλεί αλλαγές σχετικές με τη σιδηροπτωσία σε κύτταρα U2OS και 143B μέσω ενός άξονα p-STAT3/p53/xCT, αποκαλύπτοντας έναν νέο μηχανισμό μέσω του οποίου ο παράγοντας αυτός μπορεί να καταστείλει την εξέλιξη του οστεοσαρκώματος πέρα από τον κλασικό ρόλο του ως αναστολέα της αγγειογένεσης [19]. Η ανοσοθεραπεία με βάση τα φυσικά κυτταροκτόνα κύτταρα (NK) αξιολογήθηκε έναντι μιας ομάδας κυτταρικών σειρών οστεοσαρκώματος, συμπεριλαμβανομένου του U2OS, όπου η έκφραση του προσδέτη NKG2D συσχετίστηκε με την αποτελεσματικότητα της εξόντωσης που προκαλείται από τα NK, ενώ η ενδιάμεση ιντερλευκίνη-2 σε μορφή αεροζόλ βελτίωσε τη δραστηριότητα των οργανοειδικών κυττάρων NK in vivo [20].

Μια ευρύτερη ανίχνευση φαρμάκων για το σάρκωμα, που περιελάμβανε 63 ανθρώπινες κυτταρικές σειρές και πάνω από 400 ογκολογικές ενώσεις, κατέγραψε τα προφίλ ευαισθησίας της U2OS στα φάρμακα παράλληλα με δεδομένα έκφρασης γονιδίων και μικρο-RNA, παρέχοντας μια πλούσια φαρμακογενωμική αναφορά για τον τομέα [21]. Το εμβληματικό έργο «Cancer Cell Line Encyclopedia» ενσωμάτωσε δεδομένα γονιδιακής έκφρασης, αριθμού αντιγράφων και αλληλούχισης από σχεδόν 950 κυτταρικές σειρές, συμπεριλαμβανομένης της U2OS, και τα συσχέτισε με προφίλ ευαισθησίας στα φάρμακα, προκειμένου να προσδιοριστούν προγνωστικοί βιοδείκτες απόκρισης [15]. Μια μεταγενέστερη φαρμακογενωμική μελέτη χαρτογράφησε τις συσχετίσεις ευαισθησίας στα φάρμακα με τις μεταλλάξεις που προκαλούνται από τον καρκίνο σε περισσότερες από 1.000 σχολιασμένες κυτταρικές σειρές, τοποθετώντας περαιτέρω τις αποκρίσεις της U2OS στο ευρύτερο πλαίσιο της ογκολογίας [22].

Ο άξονας miR-16-1-3p/MDM2/p53 έχει αναδειχθεί ως σημαντικός ρυθμιστής της εξόδου της σηματοδότησης TGF-β1 στο οστεοσάρκωμα. Οι Xue et al. απέδειξαν ότι η υπερέκφραση του miR-16-1-3p μείωσε σημαντικά το πολλαπλασιαστικό και κλωνογενετικό δυναμικό των κυττάρων U2OS, ενώ ο συνδυασμός της με θεραπεία με TGF-β ενίσχυσε σημαντικά τη διακοπή της φάσης G1 και σχεδόν εξάλειψε την ικανότητα ανάπτυξης του όγκου [23]. Η ίδια μελέτη έδειξε ότι το miR-16-1-3p ανέστειλε την επαγόμενη από TGF-β αναδιαμόρφωση της ακτίνης και τις αλλαγές που σχετίζονται με την επιθηλιο-μεσεγχυματική μετάβαση, και ότι η ταυτόχρονη χορήγηση αύξησε την ευαισθησία στη σισπλατίνη σε κύτταρα U2OS φυσικού τύπου και μείωσε τον όγκο των όγκων και τις μεταστάσεις στο μοντέλο της χοριοαλαντοϊκής μεμβράνης κοτόπουλου, παρέχοντας μηχανιστική κατανόηση του τρόπου με τον οποίο αυτό το μικροRNA καταστέλλει τον προ-μεταστατικό κλάδο της σηματοδότησης του TGF-β. Αποδείχθηκε ότι τα εξωκυτταρικά κυστίδια που προέρχονται από οστεοβλάστες (OB-EVs) μεταβάλλουν τη συμπεριφορά των κυττάρων του οστεοσαρκώματος με τρόπο που εξαρτάται από τη γραμμή: στα κύτταρα U2OS μείωσαν τη μεταβολική δραστηριότητα (1,30 φορές) και τον πολλαπλασιασμό (1,70 φορές) ενώ αύξησαν την απόπτωση (1,15 φορές), ενώ ο πολλαπλασιασμός των κυττάρων MG-63 αυξήθηκε 4,9 φορές. Η συνοδευτική ανάλυση του μεταγραφωματικού προφίλ πραγματοποιήθηκε σε κύτταρα MNNG/HOS, όπου 296 γονίδια παρουσίασαν διαφορική έκφραση, και οι συγγραφείς προτείνουν τη μεταφορά miRNA ως έναν μηχανισμό που ενδεχομένως συμβάλλει, ο οποίος όμως απαιτεί ακόμη λειτουργική επικύρωση [24]. Ο μεταβολικός επαναπρογραμματισμός στο οστεοσάρκωμα διερευνήθηκε μέσω μεταγραφωμικής ανάλυσης μονοκυττάρων, προσδιορίζοντας τη Σταννιοκαλσίνη-2 (STC2) ως βασικό ρυθμιστή της γλυκόλυσης, ο οποίος επικυρώθηκε λειτουργικά σε κύτταρα MG-63 και U2OS χρησιμοποιώντας ανάλυση εξωκυτταρικής ροής Seahorse [25].

Επισκευή DNA, ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου και απόκριση σε βλάβες του DNA

Το U2OS είναι ένα από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα μοντέλα στην έρευνα για την επιδιόρθωση του DNA, κυρίως επειδή το φόντο του άγριου τύπου p53 επιτρέπει τη διερεύνηση του πλήρους φάσματος των εξαρτώμενων από το p53 αποκρίσεων σε βλάβες. Μια μελέτη σε κλίμακα γονιδιώματος χαρτογράφησε το μεταγραφόμενο που ρυθμίζεται από τον κυτταρικό κύκλο του U2OS, εντοπίζοντας 2.140 μεταγραφικά προϊόντα που εκφράζονται περιοδικά και αντιστοιχούν σε 1.871 μοναδικά γονίδια σε πολλαπλούς συγχρονισμένους κυτταρικούς κύκλους [52]. Συνδυάζοντας δεδομένα ChIP-seq για τον παράγοντα μεταγραφής G2/M FOXM1 με δημοσιευμένα δεδομένα ChIP-seq για τα E2F1, E2F4, E2F6, GABPA και του συμπλέγματος DREAM, οι συγγραφείς έδειξαν ότι το FOXM1 ενεργοποιεί έντονα τους προαγωγείς των γονιδίων της φάσης G2/M και ενεργοποιεί μόνο ασθενώς εκείνους που επάγονται στη φάση S, καθώς και ότι ένα βασικό σύνολο γονιδίων του κυτταρικού κύκλου, κοινό μεταξύ των κυττάρων U2OS και HeLa, δεσμεύεται από πολλαπλούς μεταγραφικούς παράγοντες του κυτταρικού κύκλου. Το σύνολο δεδομένων καθιέρωσε το U2OS ως ένα δεύτερο, ανεξάρτητα χαρακτηρισμένο ανθρώπινο μοντέλο για τη χαρτογράφηση του μεταγραφώματος του κυτταρικού κύκλου και παραμένει μια ευρέως χρησιμοποιούμενη αναφορά για μελέτες γονιδιακής ρύθμισης του κύκλου κυτταρικής διαίρεσης του ανθρώπου.

Οι μεταλλάξεις κέρδους λειτουργίας στο PPM1D/Wip1 — τη φωσφατάση που αδρανοποιεί το p53 — παράγουν ένα υπερδραστικό Wip1 με περικοπή στο C-τελικό άκρο και διαταράσσουν τον εξαρτώμενο από το p53 έλεγχο της φάσης G1 μετά από βλάβη στο DNA· Το U2OS φέρει ένα τέτοιο αλληλόμορφο περικοπής (p.Arg458Ter) σε ετερόζυγη μορφή [7] [61]. Αυτό καθιστά το U2OS ένα χρήσιμο μοντέλο για τη μελέτη του τρόπου με τον οποίο οι περικοπές του Wip1 προσδίδουν ένα επιλεκτικό πλεονέκτημα ανάπτυξης μέσω της εξασθένησης της απόκρισης στη βλάβη του DNA. Η μεταβλητότητα σε επίπεδο μεμονωμένου κυττάρου στην απόκριση στη βλάβη του DNA ποσοτικοποιήθηκε σε κύτταρα U2OS που εκτέθηκαν σε 2 Gy φωτονίων· συγκρίνοντας τις εστίες 53BP1 και γH2AX σε αδελφικούς πυρήνες διπυρηνικών κυττάρων, οι Płódowska et al. κατέδειξαν τη ύπαρξη στοχαστικού θορύβου από κύτταρο σε κύτταρο στον σχηματισμό εστιών επιδιόρθωσης, ο οποίος υπερκαλύπτει τη τυχαία κατανομή της βλάβης του DNA, με τον θόρυβο να συνεισφέρει κατά 28% στη συνολική μεταβλητότητα για τις εστίες 53BP1 και κατά 50% για τις εστίες γH2AX [26]. Η ανάλυση της ανταλλαγής αδελφών χρωμοσωμάτων σε σειρές σαρκωμάτων μαλακών ιστών, συμπεριλαμβανομένων των κυττάρων U2OS ως ομάδας σύγκρισης, επιβεβαίωσε ότι ο ενδογενής σχηματισμός γH2AX συσχετίζεται με τη γονιδιωματική αστάθεια και μπορεί να προβλέψει την ανταπόκριση σε θεραπείες που προκαλούν βλάβη στο DNA [27].

Χρησιμοποιήθηκαν κύτταρα U2OS για τη διερεύνηση της σωματικής επέκτασης της επανάληψης CAG στη νόσο του Huntington. Η γενετική διαταραχή της θήκης πρόσδεσης MSH3 Y245/K246 της MSH3, που αποτελεί την θήκη πρόσδεσης της IDL, μείωσε σημαντικά την αλληλεπίδραση με το DNA και ανέστειλε την επέκταση των επαναλήψεων σε μια σειρά U2OS που εκφράζει το μεταλλαγμένο εξόνιο 1 της HTT, ενώ ο φαρμακολογικός αποκλεισμός της ίδιας θέσης μείωσε την επέκταση των επαναλήψεων στα U2OS και, κυρίως, επιβράδυνε επίσης την επέκταση σε νευρώνες μεσαίου μεγέθους που προέρχονταν από iPSCs ασθενών με τη νόσο του Huntington [28]. Η παράγωγη σειρά U2OS DR-GFP έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως για δοκιμασίες επιδιόρθωσης μέσω ομόλογου ανασυνδυασμού, και έχουν δημιουργηθεί πολλαπλά παράγωγα με απενεργοποίηση γονιδίων — συμπεριλαμβανομένων των RAD52, TBK1 και OPTN — για την ανάλυση συγκεκριμένων συστατικών των οδών επιδιόρθωσης, τα οποία έχουν όλα καταχωριστεί ως υποκαταχωρήσεις του CVCL_0042 [61]. Ο ογκοκατασταλτικός παράγοντας TSC2 αναγνωρίστηκε ως κατασταλτικός παράγοντας των κόκκων στρες· σε ένα προδημοσίευμα που αναφερόταν σε αυτή την εργασία, η μερική μείωση του TSC2 μέσω siRNA σε κύτταρα U2OS δεν προκάλεσε αυθόρμητη δημιουργία κόκκων στρες, σε αντίθεση με την πλήρη απώλεια που παρατηρήθηκε σε εμβρυϊκούς ινοβλάστες ποντικού, καθιστώντας το TSC2 ως ρυθμιστή της συναρμολόγησης των κόκκων στρες που εξαρτάται από ένα κατώφλι [29]. Οι γενωμικές αναλύσεις για ομόζυγες διαγραφές και διαταραχές γονιδίων του συμπλέγματος πολικότητας σε πάνελ καρκινικών κυτταρικών σειρών έχουν επίσης ενσωματώσει δεδομένα από τα κύτταρα U2OS, συμβάλλοντας στην ταυτοποίηση υπολειπόμενων καρκινικών γονιδίων και χαρακτηριστικών ευαίσθητων θέσεων [30] [31].

Κυκλική βιολογία και γονιδιακή ρύθμιση

Το U2OS έχει καταστεί ένα κορυφαίο μοντέλο για την έρευνα του κιρκαδικού ρολογιού των θηλαστικών. Τα κύτταρα παρουσιάζουν ισχυρούς, αυτοσυντηρούμενους κιρκαδικούς ρυθμούς και χρησιμοποιούνται συστηματικά με ρεπόρτερ λουσιφεράσης γονιδίων ρολογιού για φωτομετρία σε πραγματικό χρόνο. Οι Burke et al. χρησιμοποίησαν κύτταρα U2OS που εκφράζουν αναφορείς λουσιφεράσης γονιδίων ρολογιού για να δείξουν ότι η καφεΐνη επιμηκύνει την κιρκαδική περίοδο κατά τρόπο εξαρτώμενο από τη δόση, και απέδειξαν μέσω φαρμακολογικής ανάλυσης και καταστολής με siRNA ότι η σηματοδότηση του υποδοχέα αδενοσίνης — και όχι η δραστηριότητα του υποδοχέα ριανοδίνης ή της φωσφοδιεστεράσης — ευθύνεται για το φαινόμενο [59]. Το ίδιο σύστημα υποστηρίζει χημική διαλογή σε μεγάλη κλίμακα: μια διαλογή υψηλής απόδοσης υφιστάμενων φαρμάκων σε κύτταρα U2OS διαπίστωσε ότι περίπου το 5% αλλοίωσε την κιρκαδική περίοδο, προσδιορίζοντας τη δεϋδροεπιανδροστερόνη ως ένωση που συντομεύει την περίοδο και υποδηλώνοντας τη συμμετοχή των ABL1, ABL2 και της κινάσης BCR στη ρύθμιση της περιόδου [60]. Αυτές οι ιδιότητες έχουν αξιοποιηθεί εκτενώς για τον χαρακτηρισμό των μοριακών μηχανισμών που διέπουν τον κεντρικό βρόχο ανατροφοδότησης μεταγραφής-μετάφρασης BMAL1/CLOCK και τις αλληλεπιδράσεις του με ογκογονικές οδούς.

Μια πρόσφατη προδημοσίευση διερεύνησε την ενδογενή κιρκαδική φύση του c-MYC σε κύτταρα U2OS. Δημιουργώντας έναν αναφορέα c-MYC και συγκρίνοντας τη φάση ταλάντωσής του με τους αναφορείς BMAL1 και PER2, οι Kalyanaraman et al. ανέφεραν ότι ο προαγωγέας του c-MYC ταλαντώνεται ρυθμικά στα κύτταρα U2OS — μια κυτταρική σειρά με εγγενώς χαμηλά επίπεδα MYC — και ταλαντώνεται εκτός φάσης σε σχέση με τα βασικά συστατικά του βιολογικού ρολογιού [32]. Ένα υπολογιστικό μοντέλο που βασίστηκε σε αυτά τα ευρήματα υποδήλωσε ότι το MYC λειτουργεί ως διαταράκτης του ρολογιού, του οποίου ο χρονισμός ελαχιστοποιεί την αρνητική του επίδραση στη διατήρηση του κιρκαδικού ρυθμού — ένα εύρημα με επιπτώσεις στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η ογκογονική υπερέκφραση του MYC διαταράσσει την κιρκαδική φυσιολογία. Ως προδημοσίευση, η εργασία αυτή δεν έχει ακόμη ολοκληρώσει τη διαδικασία αξιολόγησης από ομότιμους. Παρ’ όλα αυτά, αποτελεί παράδειγμα της καταλληλότητας της σειράς U2OS για την ταυτόχρονη διερεύνηση της λειτουργίας του ογκογονιδίου και της κιρκαδικής ρύθμισης.

Το U2OS είναι αρνητικό ως προς την τελομεράση και διατηρεί τα τελομερή του μέσω της εναλλακτικής επιμήκυνσης των τελομερών (ALT), του μηχανισμού που βασίζεται στην ανασυνδυασμό και τεκμηριώθηκε για πρώτη φορά σε μια υποομάδα όγκων και κυτταρικών σειρών που προέρχονται από όγκους από τους Bryan et al. [58]. Αυτό το καθιστά ένα πρότυπο μοντέλο για την έρευνα σχετικά με την ALT, έναν μηχανισμό που δραστηριοποιείται σε μια υποομάδα καρκίνων, συμπεριλαμβανομένων των οστεοσαρκωμάτων. Η κυτταρική σειρά χρησιμοποιείται επίσης συχνά σε μελέτες της δυναμικής των τροποποιήσεων των ιστονών, της πυρηνικής αρχιτεκτονικής και της οργάνωσης της χρωματίνης, αξιοποιώντας τους μεγάλους πυρήνες και την οπτική ευκολία χειρισμού της. Τα παράγωγα ιστονών και πυρηνικών πόρων με φθορίζουσα σήμανση — συμπεριλαμβανομένου του U2OS EGFP-H2B και πολλαπλών σειρών NUP96 με σήμανση CRISPR που προέρχονται από το U2OS — έχουν καταστήσει δυνατή την ποσοτική απεικόνιση της χρωματίνης και των διαδικασιών πυρηνικής μεταφοράς με υψηλή χωρική ανάλυση [61].

Ενδοκυττάρωση και ενδοκυτταρική μεταφορά

Το U2OS έχει αναδειχθεί ως πρότυπο μοντέλο για τη μελέτη της ενδοκυττάρωσης που μεσολαβείται από κλαθρίνη (CME) και της δραστηριότητας της GTPάσης δυναμίνης, χάρη στην ισχυρή δραστηριότητα εσωτερικοποίησης υποδοχέων που διαθέτει και στην καταλληλότητά του για ποσοτικές δοκιμασίες CME με βάση τη φθορισμό, οι οποίες μετρούν την πρόσληψη τρανσφερίνης-Alexa594. Μια σειρά ενώσεων σουλφοναδίνης — αρυλσουλφοναμίδια που προέρχονται από ανάλογα της δανσυλκαδαβερίνης — χαρακτηρίστηκαν ως ανταγωνιστικοί έναντι του GTP αναστολείς της δυναμίνης I και της δυναμίνης II, χρησιμοποιώντας κύτταρα U2OS ως την κύρια πλατφόρμα δοκιμασίας CME [33]. Η κινητική ανάλυση Michaelis-Menten σε αυτό το σύστημα επιβεβαίωσε τον μηχανισμό αναστολής, ενώ το ισχυρότερο ανάλογο επέδειξε επίσης αντιεπιληπτική δράση σε ζωικά μοντέλα, καθιστώντας τις δοκιμασίες CME με βάση τα κύτταρα U2OS ένα μεταφραστικό εργαλείο για την ανακάλυψη νευρολογικών φαρμάκων.

Ξεχωριστά, η θαλάσσιας προέλευσης υδροξυκινόνη σεσκιτερπενίου μπολινακινόνη και συναφή ανάλογα ναφθοκινόνης αξιολογήθηκαν ως προς την ανασταλτική δράση τους στην CME σε κύτταρα U2OS, ενώ η δομική βελτιστοποίηση με βάση τη θεωρία λειτουργικής πυκνότητας οδήγησε σε ανάλογα με σημαντικά βελτιωμένη δραστικότητα τόσο έναντι της GTPάσης της δυναμίνης όσο και της CME [34]. Οι μελέτες αυτές καταδεικνύουν πώς οι δοκιμασίες CME με βάση τα κύτταρα U2OS λειτουργούν ως ευαίσθητη και αναπαραγώγιμη πλατφόρμα για μελέτες σχέσης δομής-δραστικότητας σχετικά με αναστολείς της ενδοκυττάρωσης. Η σταθερή έκφραση υποδοχέων και η προβλέψιμη κινητική εσωτερικοποίησης της κυτταρικής σειράς την καθιστούν ένα προτιμώμενο κυτταρικό σύστημα για αυτή την κατηγορία έρευνας.

Η τύχη των αντινοηματικών ολιγονουκλεοτιδίων (ASO) μετά την κυτταρική πρόσληψη παρακολουθήθηκε σε κύτταρα U2OS με τη χρήση μικροσκοπίας ζωντανών κυττάρων, αναλογικών μετρήσεων pH και τρισδιάστατης ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης με εστιασμένη δέσμη ιόντων. Σε ένα προδημοσίευμα που αναφέρεται σε αυτή την εργασία, οι Sitarska et al. έδειξαν ότι ακόμη και υπό συνθήκες που μείωναν το RNA-στόχο κατά περισσότερο από 90%, λιγότερο από 4% των ενσωματωμένων ASO έφτασαν στον πυρήνα και ότι τα ASO συσσωρεύονταν σε όψιμα ενδοσώματα, ενδολυσοσώματα και λυσοσώματα, όπου προκαλούσαν ουδετεροποίηση του αυλού χωρίς προσέλκυση γαλεκτίνης-3 ή ρήξη της περιοριστικής μεμβράνης [35]. Οι συγγραφείς προτείνουν ότι η παραγωγική διαφυγή λαμβάνει χώρα νωρίτερα κατά τη διάρκεια της ενδοκυττάρωσης, πιθανότατα στα πρώιμα ή στα ενδοσώματα ανακύκλωσης. Χρησιμοποιήθηκαν επίσης κύτταρα U2OS σε μια δοκιμασία ενεργοποίησης του GLP-1R — μια σειρά U2OS που εκφράζει βιοαισθητήρες Nomad ευαίσθητους στο cAMP — για την αξιολόγηση των μεταβολικών επιδράσεων ενός εκχυλίσματος περγαμόντου σε μορφή φωσφολιπιδίου, αποδεικνύοντας τη χρησιμότητα της σειράς ως τροποποιημένης πλατφόρμας έκφρασης υποδοχέων για τη φαρμακολογία φυσικών προϊόντων [36]. Η τεχνολογία των κυβριδίων για τη μελέτη των μεταλλάξεων του μιτοχονδριακού DNA προχώρησε με την επικύρωση των πρόσφατα αναπτυγμένων παραγώγων των HCT116, HT1080 και U2OS χωρίς mtDNA (ρ0) ως κυτταρικών σειρών-δεκτών για τη δημιουργία διαμιτοχονδριακών κυβριδίων [37].

Πλατφόρμες πρωτεομικής, γονιδιωματικής και πολυ-ομικής

Η U2OS αποτελεί βασική κυτταρική σειρά αναφοράς σε πρωτεομικές πρωτοβουλίες μεγάλης κλίμακας. Το πρώτο εξειδικευμένο προφίλ πρωτεώματος της U2OS δημιουργήθηκε από τους Niforou et al. χρησιμοποιώντας δισδιάστατη ηλεκτροφόρηση σε πήκτωμα σε συνδυασμό με φασματομετρία μάζας MALDI: περίπου 3.000 σημεία αποκόπηκαν από δύο πηκτώματα 2-DE και αναλύθηκαν, οδηγώντας στην ταυτοποίηση 237 διακριτών γονιδιακών προϊόντων, μεταξύ των οποίων 11 πρωτοογκογονίδια που σχετίζονται με την καρκινική κατάσταση της σειράς [16]. Μεταγενέστερη έρευνα με βάση τη φασματομετρία μάζας ποσοτικοποίησε το απόλυτο πρωτεόμα αυτής της κυτταρικής σειράς κατά τη διάρκεια της μεσοφάσης και της μίτωσης — η οποία περιγράφεται στη δημοσίευση ως μια ευρέως χρησιμοποιούμενη ανθρώπινη κυτταρική σειρά και έχει αντιστοιχιστεί στην U2OS στο Cellosaurus — δείχνοντας έκφραση τουλάχιστον περίπου 10.000 πρωτεϊνών που καλύπτουν επτά τάξεις μεγέθους ως προς την κυτταρική αφθονία, έως και 20 εκατομμύρια αντίγραφα ανά κύτταρο [38] [61]. Η συγκριτική πρωτεομική ανάλυση σε έντεκα κοινές κυτταρικές σειρές έδειξε ότι η U2OS μοιράζεται έναν πυρήνα πρωτεϊνών που εκφράζονται παντού, ενώ παρουσιάζει διακύμανση ειδική για τον τύπο κυττάρου σε λειτουργικά υποσύνολα [39].

Η πρωτεομική ανάλυση της κυτταρικής επιφάνειας μεγάλης κλίμακας, με χρήση της τεχνολογίας Cell Surface Capture, καταλόγισε το επιφανειόμενο της U2OS παράλληλα με 40 άλλους τύπους ανθρώπινων κυττάρων (συνολικά 41 τύποι ανθρώπινων και 31 τύποι κυττάρων ποντικού), παρέχοντας έναν πόρο για τον εντοπισμό φαρμακολογικά προσβάσιμων επιφανειακών στόχων [40]. Μελέτες τυποποίησης HLA και πρόβλεψης νεοεπιτόπων ενέταξαν την U2OS για την υποστήριξη της ανάπτυξης στόχων ανοσοθεραπείας του καρκίνου [41] [42]. Ο χαρακτηρισμός πρωτεϊνικών συστοιχιών αντίστροφης φάσης σε πάνω από 650 καρκινικές κυτταρικές σειρές περιελάμβανε την U2OS, αποδεικνύοντας ότι τα φωσφοπρωτεομικά δεδομένα παρέχουν προγνωστική ικανότητα για την ευαισθησία στα φάρμακα πέραν αυτής που προκύπτει μόνο από τις μετρήσεις mRNA [43]. Ο παν-καρκινικός πρωτεομικός χάρτης που καλύπτει 949 κυτταρικές σειρές ενσωμάτωσε περαιτέρω τα πρωτεομικά δεδομένα του U2OS με διαλογές ουσιωδότητας CRISPR και δεδομένα απόκρισης σε φάρμακα, αποκαλύπτοντας χιλιάδες πρωτεϊνικούς βιοδείκτες ευπάθειας του καρκίνου [44].

Ο χαρακτηρισμός σε επίπεδο μεταγραφώματος 675 καρκινικών κυτταρικών σειρών μέσω αλληλούχισης RNA καταγράφει γονιδιακές συγχωνεύσεις, υπογραφές μεταλλάξεων και έκφραση μη ανθρώπινων αλληλουχιών στην U2OS [45]. Ο χαρακτηρισμός CCLE νέας γενιάς επέκτεινε τη δημιουργία προφίλ ώστε να περιλαμβάνει δεδομένα μεθυλίωσης DNA, τροποποίησης ιστονών, έκφρασης μικροRNA και συναρμογής RNA σε 1.072 σειρές, με το U2OS να συμβάλλει σε ολοκληρωμένες αναλύσεις μοριακών χαρακτηριστικών που υποκρύπτουν τις ανταποκρίσεις στα φάρμακα [46]. Η ποσοτική πρωτεομική ανάλυση του πάνελ CCLE εντόπισε δυσλειτουργία των μεταβολικών οδών σε πρωτεϊνικό επίπεδο, η οποία δεν ήταν εμφανής μόνο από τα γονιδιωματικά ή μεταγραφωματικά δεδομένα [47]. Η μέθοδος «Cell Painting» σε συνδυασμό με τη θερμική πρωτεομική ανάλυση (Thermal Proteome Profiling) σε κύτταρα U2OS αποδείχθηκε μια ισχυρή στρατηγική για την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με τον μηχανισμό δράσης των φαρμάκων, μέσω της ενσωμάτωσης της μορφολογικής ανάλυσης με την αμερόληπτη ανίχνευση πρωτεϊνικών στόχων [17]. Τα πρωτεομικά σύνολα δεδομένων του U2OS καλύπτονται επίσης από έλεγχο ποιότητας σε επίπεδο ιώματος: αναπτύχθηκε μια ροή εργασίας ξενο-πρωτεομικής για τη μη στοχευμένη ανίχνευση ιικών πρωτεϊνών σε πρωτεομικά δεδομένα ως γενικό στάδιο διαλογής, με τους συγγραφείς να συνιστούν κάθε σύνολο δεδομένων κυτταρικού πρωτεώματος να ελέγχεται για μη ανθρώπινες πρωτεΐνες πριν από τη δημοσίευση [48]. Η ολοκληρωμένη επιγενωμική ανάλυση του οστεοσαρκώματος, στην οποία ενσωματώθηκαν κύτταρα U2OS, εντόπισε 350 γονίδια με σύμφωνες γενετικές και επιγενετικές ανωμαλίες, προωθώντας την κατανόηση του ρυθμιστικού πλαισίου που διέπει την εξέλιξη των οστικών όγκων [49]. Η έκφραση πρωτεϊνών σε μικροσυστοιχίες κυττάρων αξιολογήθηκε επίσης χρησιμοποιώντας κύτταρα U2OS ενσωματωμένα σε μήτρες αγαρόζης, επιτρέποντας την ταυτόχρονη χαρτογράφηση πολλαπλών κυτταρικών σειρών σε μορφή μικροσυστοιχίας ιστών [50]. Οι πρώιμες αποκρίσεις δεικτών των κυττάρων U2OS σε εκχυλίσματα ενός ξενογενούς οστικού μοσχεύματος επικαλυμμένου με υαλουρονικό οξύ χαρακτηρίστηκαν με qRT-PCR: Το RUNX2 παρουσίασε 2,61-πλάσια αύξηση της έκφρασης (p = 0,01), ενώ δεν αναφέρθηκε σημαντική επίδραση για το COL1A1, και οι παρατηρούμενες διαφορές στη μεταβολική δραστηριότητα δεν παρέμειναν σημαντικές μετά τη διόρθωση FDR [51]. Οι συγγραφείς περιγράφουν τη μελέτη ως διερευνητική και ζητούν επικύρωση σε πρωτογενή κύτταρα και in vivo μοντέλα.

Συμπέρασμα

Το U2OS (CVCL_0042) είναι μια εξαιρετικά ευέλικτη ανθρώπινη κυτταρική σειρά οστεοσαρκώματος που έχει συμβάλει σε θεμελιώδεις προόδους στην έρευνα για τα οστικά νεοπλάσματα, τη βιολογία της επιδιόρθωσης του DNA, την επιστήμη του κιρκαδικού ρυθμού, τη φαρμακολογία της ενδοκυττάρωσης και τη δημιουργία προφίλ ομικής ανάλυσης μεγάλης κλίμακας. Το φυσιολογικού τύπου TP53 υπόβαθρό της, η μορφολογία προσκολλητικού επιθηλίου, ο γρήγορος χρόνος διπλασιασμού και ο εμπεριστατωμένος χαρακτηρισμός πολλαπλών ομικών παραμέτρων την καθιστούν ένα εξαιρετικά καλά τεκμηριωμένο πειραματικό μοντέλο. Από τις πρώιμες μελέτες τυποποίησης HLA έως τις σύγχρονες λειτουργικές διαλογές με βάση το CRISPR και τον χαρακτηρισμό φαρμάκων με τη μέθοδο «Cell Painting», η U2OS έχει προσαρμοστεί συνεχώς στις ανάγκες της βιοϊατρικής ερευνητικής κοινότητας. Οι ερευνητές που αναζητούν ένα αξιόπιστο, εκτενώς τεκμηριωμένο μοντέλο για τη βιολογία του οστεοσαρκώματος, τη ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου, την απόκριση σε βλάβες του DNA ή τη διαλογή ενώσεων υψηλής απόδοσης θα βρουν στο U2OS ένα απαραίτητο εργαλείο. Εξερευνήστε τις πλήρεις προδιαγραφές ή παραγγείλετε κύτταρα U2OS απευθείας στο cytion.com.

Σημαντικές δημοσιεύσεις

1. Pontén J, Saksela E (1967) Δύο καθιερωμένες in vitro κυτταρικές σειρές από ανθρώπινους μεσεγχυματικούς όγκους. International journal of cancer. PMID: 6081590
2. Fogh J (1986) Ανθρώπινες καρκινικές σειρές για την έρευνα του καρκίνου. Cancer Investigation. PMID: 3518877
3. Fogh J, Wright WC, Loveless JD (1977) Απουσία μόλυνσης από κύτταρα HeLa σε 169 κυτταρικές σειρές που προέρχονται από ανθρώπινους όγκους. Journal of the National Cancer Institute. PMID: 833871
4. Espmark JA, Ahlqvist-Roth L, Särne L (1978) Ιστοτυπική ταξινόμηση κυττάρων σε καλλιέργεια. III. Αντιγόνα HLA καθιερωμένων ανθρώπινων κυτταρικών σειρών. Αντιγόνα ιστών. PMID: 77569
5. Pollack MS, Heagney SD, Livingston PO (1981) Έκφραση αλλοαντιγόνων HLA-A, B, C και DR σε σαράντα έξι καλλιεργημένες ανθρώπινες καρκινικές κυτταρικές σειρές. Journal of the National Cancer Institute. PMID: 7017212
6. Pautke C, Schieker M, Tischer T (2004) Χαρακτηρισμός των κυτταρικών σειρών οστεοσαρκώματος MG-63, Saos-2 και U-2 OS σε σύγκριση με ανθρώπινα οστεοβλάστες. Anticancer research. PMID: 15736406
7. Kleiblova P, Shaltiel IA, Benada J (2013) Οι μεταλλάξεις κέρδους λειτουργίας του PPM1D/Wip1 διαταράσσουν τον p53-εξαρτώμενο έλεγχο G1. The Journal of Cell Biology. PMID: 23649806
8. Ozaki T, Neumann T, Wai D (2003) Χρωμοσωμικές αλλοιώσεις σε κυτταρικές σειρές οστεοσαρκώματος που αποκαλύφθηκαν μέσω συγκριτικής γονιδιωματικής υβριδοποίησης και πολύχρωμης καρυοτυπίας. Γενετική και κυτταρογενετική του καρκίνου. PMID: 12645653
9. Selvarajah S, Yoshimoto M, Maire G (2007) Ταυτοποίηση κρυφών μικροαποκλίσεων στο οστεοσάρκωμα μέσω συγκριτικής γονιδιωματικής υβριδοποίησης με πίνακα ολιγονουκλεοτιδίων υψηλής ανάλυσης. Cancer Genetics and Cytogenetics. PMID: 17981215
10. Ottaviano L, Schaefer KL, Gajewski M (2010) Μοριακός χαρακτηρισμός κυτταρικών σειρών που χρησιμοποιούνται συνήθως στην έρευνα για τους όγκους των οστών: μια διαευρωπαϊκή πρωτοβουλία του EuroBoNet. Γονίδια, χρωμοσώματα και καρκίνος. PMID: 19787792
11. Masuda H, Miller C, Koeffler HP (1987) Αναδιάταξη του γονιδίου p53 σε ανθρώπινα οστεογενή σαρκώματα. Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των Ηνωμένων Πολιτειών της Αμερικής. PMID: 2823272
12. Diller L, Kassel J, Nelson CE (1990) Το p53 λειτουργεί ως πρωτεΐνη ελέγχου του κυτταρικού κύκλου στα οστεοσαρκώματα. Μοριακή και κυτταρική βιολογία. PMID: 2233717
13. Mohseny AB, Machado I, Cai Y (2011) Ο λειτουργικός χαρακτηρισμός των κυτταρικών σειρών οστεοσαρκώματος παρέχει αντιπροσωπευτικά μοντέλα για τη μελέτη της ανθρώπινης νόσου. Εργαστηριακή έρευνα· περιοδικό τεχνικών μεθόδων και παθολογίας. PMID: 21519327
14. Müller CR, Paulsen EB, Noordhuis P (2007) Δυνατότητες θεραπείας των λιποσαρκωμάτων με τον ανταγωνιστή της MDM2, Nutlin-3A. Διεθνές περιοδικό για τον καρκίνο. PMID: 17354236
15. Barretina J, Caponigro G, Stransky N (2012) Η Εγκυκλοπαίδεια Κυτταρικών Σειρών Καρκίνου επιτρέπει την προγνωστική μοντελοποίηση της ευαισθησίας στα αντικαρκινικά φάρμακα. Nature. PMID: 22460905
16. Niforou KM, Anagnostopoulos AK, Vougas K (2008) Το πρωτεϊνικό προφίλ της ανθρώπινης κυτταρικής σειράς οστεοσαρκώματος U2OS. Γενωμική και πρωτεϊνική ανάλυση του καρκίνου. PMID: 18359981
17. Johansson C, Johansson M, Kasi PB (2026) «Cell painting» και θερμική πρωτεομική ανάλυση για την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με τους φαρμακευτικούς στόχους και τον μηχανισμό δράσης». Molecular systems biology. PMID: 42141265
18. Yu M, Selvaraj SK, Liang-Chu MM (2015) Μια πηγή πληροφοριών για την πιστοποίηση, την περιγραφή και τον ποιοτικό έλεγχο κυτταρικών σειρών. Nature. PMID: 25877200
19. Yang C, Ma Y, Shen W (2026) Το λενβατινίμπ προκαλεί αλλαγές σχετικές με τη σιδηροπτωσία σε κύτταρα οστεοσαρκώματος που εμπλέκουν τον άξονα p-STAT3/p53/xCT. Frontiers in oncology. PMID: 42294277
20. Guma SR, Lee DA, Yu L (2014) Θεραπεία με φυσικά κυτταροκτόνα κύτταρα και αεροζόλ ιντερλευκίνης-2 για τη θεραπεία των πνευμονικών μεταστάσεων του οστεοσαρκώματος. Pediatric blood & cancer. PMID: 24136885
21. Teicher BA, Polley E, Kunkel M (2015) Η διαλογή ογκολογικών φαρμάκων και ερευνητικών παραγόντων σε κυτταρικές σειρές σαρκωμάτων εντοπίζει μοτίβα που σχετίζονται με την έκφραση γονιδίων και μικρο-RNA. Molecular Cancer Therapeutics. PMID: 26351324
22. Iorio F, Knijnenburg TA, Vis DJ (2016) Μια επισκόπηση των φαρμακογενωμικών αλληλεπιδράσεων στον καρκίνο. Cell. PMID: 27397505
23. Xue W, Wang Y, Smirnova AV (2026) Το miR-16-1-3p καταστέλλει τον πολλαπλασιασμό και την διηθητικότητα μέσω του άξονα MDM2-p53 στη σηματοδότηση του TGF-β1 στο οστεοσάρκωμα. Molecular therapy. Oncology. PMID: 42318056
24. Giacchi L, Ucci A, Zelli V (2026) Επίδραση των εξωκυτταρικών κυστιδίων που προέρχονται από οστεοβλάστες στο μεταγραφικό προφίλ των κυττάρων του οστεοσαρκώματος: Ο ρόλος των μεταφερόμενων miRNA. Biomedicines. PMID: 42193365
25. Hu X, Wang Q, Lin S (2026) Η μεταγραφική ανάλυση μονοκυττάρων αποκαλύπτει γλυκολυτική ετερογένεια και προσδιορίζει το STC2 ως βασικό ρυθμιστή του μεταβολικού επαναπρογραμματισμού στο οστεοσάρκωμα. Μοριακή και κυτταρική βιοχημεία. PMID: 42166004
26. Płódowska M, Drzazga D, Węgierek-Ciuk A (2026) Αξιολόγηση της διακύμανσης της απόκρισης σε βλάβη του DNA μεμονωμένων ανθρώπινων κυττάρων που εκτίθενται σε ακτινοβολία φωτονίων. Ακτινοβολία και περιβαλλοντική βιοφυσική. PMID: 42301301
27. Salawu A, Wright K, Al-Kathiri A (2018) Ανταλλαγή αδελφών χρωμοσωμάτων και γονιδιωματική αστάθεια στα σαρκώματα μαλακών ιστών: Πιθανές επιπτώσεις στην ανταπόκριση σε θεραπείες που προκαλούν βλάβη στο DNA. Sarcoma. PMID: 29853780
28. Goold R, Donaldson J, Gidney F (2026) Η γενετική ή φαρμακολογική διαταραχή της θήκης πρόσδεσης του MSH3 Y245/K246 IDL επιβραδύνει την επέκταση της επανάληψης CAG. NAR molecular medicine. PMID: 42317610
29. Ma Y, Farny NG (2026) Το TSC2 είναι ένας καταστολέας των κόκκων στρες. bioRxiv. Προεκτύπωση — χωρίς επιστημονική αξιολόγηση. PMID: 42239325
30. Bignell GR, Greenman CD, Davies H (2010) Χαρακτηριστικά μεταλλάξεων και επιλογής στο γονιδίωμα του καρκίνου. Nature. PMID: 20164919
31. Rothenberg SM, Mohapatra G, Rivera MN (2010) Μια γενωμική ανίχνευση για μικροδιαγραφές αποκαλύπτει διαταραχή γονιδίων του συμπλέγματος πολικότητας σε διάφορους ανθρώπινους καρκίνους. Cancer research. PMID: 20215515
32. Kalyanaraman B, Ganesh D, Kunte VA (2026) Το c-MYC μεταγράφεται με κιρκαδικό τρόπο και λειτουργεί ως διαταράκτης του βιολογικού ρολογιού, του οποίου ο χρονισμός ελαχιστοποιεί τις επιπτώσεις του. bioRxiv. Προεκτύπωση — χωρίς επιστημονική αξιολόγηση. PMID: 42244582
33. Jones NC, Robertson MJ, Odell LR (2026) Ενώσεις σουλφοναδίνης: Μια κατηγορία αρυλικών σουλφοναμιδίων που αναστέλλουν τη GTPάση της δυναμίνης και την ενδοκυττάρωση που μεσολαβείται από την κλαθρίνη και έχουν αντιεπιληπτική δράση σε ζωικά μοντέλα. ACS chemical biology. PMID: 42313002
34. O'Brien NS, Ghods A, Xue J (2025) Από τη μπολινακινόνη, ένα θαλάσσιο υδροξυκινόνη σεσκιτερπένιο, έως τις ναφθοκινόνες με ανασταλτική δράση επί της κλαθρίνης. RSC medicinal chemistry. PMID: 41884311
35. Sitarska E, Saminathan A, Scanavachi G (2026) Τα γυμνά αντινοηματικά ολιγονουκλεοτίδια παραμένουν απομονωμένα ενδολυσοσωμικά παρά την επαγόμενη βλάβη της μεμβράνης. bioRxiv. Προεκτύπωση — χωρίς επιστημονική αξιολόγηση. PMID: 42182263
36. Khan A, Mella RM, Villacé P (2026) In vitro αξιολόγηση της δραστηριότητας που σχετίζεται με τον υποδοχέα GLP-1 (GLP-1R) ενός βιώσιμου, τυποποιημένου εκχυλίσματος περγαμόντου σε φωσφολιπιδική μορφή. Biomedicines. PMID: 42193436
37. Weaver L, Alexeyev MF (2026) Μια βελτιωμένη μέθοδος για τη δημιουργία διαμιτοχονδριακών κυβρίδων. Cells. PMID: 42193905
38. Beck M, Schmidt A, Malmstroem J (2011) Το ποσοτικό πρωτεόμα μιας ανθρώπινης κυτταρικής σειράς. Molecular systems biology. PMID: 22068332
39. Geiger T, Wehner A, Schaab C (2012) Η συγκριτική πρωτεομική ανάλυση έντεκα κοινών κυτταρικών σειρών αποκαλύπτει πανταχού παρούσα αλλά μεταβλητή έκφραση των περισσότερων πρωτεϊνών. Molecular & cellular proteomics. PMID: 22278370
40. Bausch-Fluck D, Hofmann A, Bock T (2015) Άτλας πρωτεϊνών της κυτταρικής επιφάνειας που προέρχεται από φασματομετρία μάζας. PloS one. PMID: 25894527
41. Boegel S, Löwer M, Bukur T (2014) Κατάλογος τύπων HLA, έκφρασης HLA και υποψήφιων νεοεπιτόπων σε ανθρώπινες καρκινικές κυτταρικές σειρές. Oncoimmunology. PMID: 25960936
42. Scholtalbers J, Boegel S, Bukur T (2015) TCLP: ένας διαδικτυακός κατάλογος καρκινικών κυτταρικών σειρών που ενσωματώνει τον τύπο HLA, τα προβλεπόμενα νεοεπιτόπια, καθώς και την έκφραση ιών και γονιδίων. Genome medicine. PMID: 26589293
43. Li J, Zhao W, Akbani R (2017) Χαρακτηρισμός ανθρώπινων καρκινικών κυτταρικών σειρών μέσω πινάκων πρωτεϊνών αντίστροφης φάσης. Cancer Cell. PMID: 28196595
44. Gonçalves E, Poulos RC, Cai Z (2022) Πρωτεομικός χάρτης για όλους τους τύπους καρκίνου, βασισμένος σε 949 ανθρώπινες κυτταρικές σειρές. Cancer Cell. PMID: 35839778
45. Klijn C, Durinck S, Stawiski EW (2015) Μια ολοκληρωμένη μεταγραφική απεικόνιση ανθρώπινων καρκινικών κυτταρικών σειρών. Nature biotechnology. PMID: 25485619
46. Ghandi M, Huang FW, Jané-Valbuena J (2019) Χαρακτηρισμός νέας γενιάς της Εγκυκλοπαίδειας Κυτταρικών Σειρών Καρκίνου. Nature. PMID: 31068700
47. Nusinow DP, Szpyt J, Ghandi M (2020) Ποσοτική πρωτεομική ανάλυση της Εγκυκλοπαίδειας Καρκινικών Κυτταρικών Σειρών. Cell. PMID: 31978347
48. Chernobrovkin AL, Zubarev RA (2014) Ανίχνευση ιικών πρωτεϊνών σε ανθρώπινες κυτταρικές σειρές μέσω της ξενοπρωτεομικής: εξάλειψη της τελευταίας έγκυρης δικαιολογίας για τη μη εξέταση κάθε συνόλου δεδομένων κυτταρικού πρωτεώματος ως προς τις ιικές πρωτεΐνες. PloS one. PMID: 24618588
49. Kresse SH, Rydbeck H, Skårn M (2012) Η ολοκληρωμένη ανάλυση αποκαλύπτει σχέσεις μεταξύ γενετικών και επιγενετικών μεταβολών στο οστεοσάρκωμα. PloS one. PMID: 23144859
50. Andersson AC, Strömberg S, Bäckvall H (2006) Ανάλυση της έκφρασης πρωτεϊνών σε κυτταρικά μικροσυστοιχία: ένα εργαλείο για την πρωτεομική με βάση αντισώματα. The journal of histochemistry and cytochemistry. PMID: 16957166
51. Mayer Y, Abu Sada H, Zigdon Giladi H (2026) Πρώιμες οστεογενείς και στρωματικές αντιδράσεις δεικτών οστεοβλαστικών και στρωματικών κυτταρικών σειρών μυελού των οστών σε ένα ξενογενές οστικό μόσχευμα επικαλυμμένο με υαλουρονικό οξύ: Μια διερευνητική ανάλυση in vitro. Περιοδικό Οδοντιατρικής. PMID: 42187668
52. Grant GD, Brooks L 3rd, Zhang X (2013) Ταυτοποίηση γονιδίων που ρυθμίζονται από τον κυτταρικό κύκλο και εκφράζονται περιοδικά σε κύτταρα U2OS και η ρύθμισή τους από τους μεταγραφικούς παράγοντες FOXM1 και E2F. Molecular biology of the cell. PMID: 24109597
53. Wang F, Wu P, Qin S (2021) Η κουρκίνη C αναστέλλει τον πολλαπλασιασμό της κυτταρικής σειράς οστεοσαρκώματος U2OS μέσω απόπτωσης που προκαλείται από ROS, αυτοφαγίας και διακοπής του κυτταρικού κύκλου μέσω της ενεργοποίησης της οδού σηματοδότησης JNK. Διεθνές περιοδικό βιολογικών μακρομορίων. PMID: 34896468
54. Chen S, Jin Z, Dai L (2017) Η αλοπερίνη προκαλεί απόπτωση και αναστέλλει την εισβολή σε ανθρώπινα κύτταρα οστεοσαρκώματος MG-63 και U2OS. Βιοϊατρική & φαρμακοθεραπεία. PMID: 29080457
55. Chen JM, Zhang J, Xia YM (2018) Ο μεταβολίτης του φυσικού γλυκαντικού στεβιόλη αναστέλλει τον πολλαπλασιασμό της ανθρώπινης κυτταρικής σειράς οστεοσαρκώματος U2OS. Oncology letters. PMID: 29552164
56. Kasiram MZ, Hapidin H, Abdullah H (2022) Το ταννικό οξύ ενισχύει τη δράση της σισπλατίνης στον πολλαπλασιασμό των κυττάρων και την απόπτωση της κυτταρικής σειράς του ανθρώπινου οστεοσαρκώματος (U2OS). Pharmacological reports. PMID: 34652600
57. Erdogan MK, Usca AB (2025) Το γαλλικό οξύ ενισχύει τον επαγόμενο από το ολαπαρίμπ κυτταρικό θάνατο και μετριάζει την αντοχή στο ολαπαρίμπ στην κυτταρική σειρά U2OS του ανθρώπινου οστεοσαρκώματος. Current issues in molecular biology. PMID: 39996825
58. Bryan TM, Englezou A, Dalla-Pozza L (1997) Στοιχεία για έναν εναλλακτικό μηχανισμό διατήρησης του μήκους των τελομερών σε ανθρώπινους όγκους και κυτταρικές σειρές που προέρχονται από όγκους. Nature medicine. PMID: 9359704
59. Burke TM, Markwald RR, McHill AW (2015) Επιδράσεις της καφεΐνης στο ανθρώπινο κιρκαδικό ρολόι in vivo και in vitro. Science Translational Medicine. PMID: 26378246
60. Tamai TK, Nakane Y, Ota W (2018) Ταυτοποίηση ρυθμιστών του κιρκαδικού ρολογιού από υπάρχοντα φάρμακα. EMBO Molecular Medicine. PMID: 29666146
61. Cellosaurus. U2OS (CVCL_0042). SIB Swiss Institute of Bioinformatics. Διαθέσιμο στη διεύθυνση: https://www.cellosaurus.org/CVCL_0042 (πρόσβαση στις 11 Αυγούστου 2026)