HL-60-solut: akuutin myelooisen leukemian tutkimuksen perusteet

HL-60 on kuolematon ihmisen leukemiasolulinja. Sitä käytetään laajalti syövän biologian tutkimuksessa ja syöpälääkkeiden tehokkuuden selvittämisessä. Lisäksi sitä voidaan käyttää myös leukemiasolujen proliferaatioon ja erilaistumiseen liittyvien eri solu- ja molekyylimekanismien ymmärtämiseen.

HL-60-solulinja: Alkuperä ja yleistä tietoa

HL-60-solulinja on tärkeä malli hematologisessa tutkimuksessa, ja se tarjoaa syvällistä tietoa akuutin promyelosyyttisen leukemian luonteesta ja hoidosta. Tässä blogikirjoituksessa syvennytään HL-60-solulinjan alkuperään ja erityispiirteisiin sekä valaistaan sen tärkeää roolia lääketieteellisessä tutkimuksessa ja hoitomenetelmien kehittämisessä.

HL-60 perustettiin alun perin 36-vuotiaan valkoihoisen naisen leukemiasoluista, jolla oli diagnosoitu akuutti promyelosyyttinen leukemia. Tämän uraauurtavan työn teki S.J. Collins tiiminsä kanssa, ja se merkitsi merkittävää läpimurtoa, sillä HL-60 oli ensimmäinen myeloinen leukemiasolulinja, joka onnistuttiin eristämään ja viljelemään suspensiossa. Tämä saavutus on avannut lukuisia tutkimusmahdollisuuksia leukemian ja muiden siihen liittyvien sairauksien tutkimuksessa. Fyysisiltä ominaisuuksiltaan HL-60-solut ovat lymfoblastisia ja kasvavat suspensiossa, jolloin ne näyttävät pyöreiltä. Solujen koko vaihtelee, ja niiden halkaisija on 9–25 μm, mikä heijastaa niiden heterogeenisyyttä. Genomitasolla HL-60-solulinja on pääasiassa pseudodiploidi, ja sen modaalinen kromosomiluku on 43. Mielenkiintoista on, että pienellä osuudella (6,2 %) soluista esiintyy 2S-komponentti, mikä lisää niiden geneettisen rakenteen monimutkaisuutta [1].

Näiden HL-60-solujen perustavanlaatuisten ominaisuuksien ymmärtäminen paitsi syventää tietämystämme leukemiasta solutasolla, myös tukee käynnissä olevia tutkimusponnisteluja uusien hoitomuotojen löytämiseksi. Seuraavissa osioissa tarkastelemme, kuinka HL-60-solulinjan ainutlaatuiset ominaisuudet ovat edistäneet merkittävästi lääketieteellistä tutkimusta.

Yksisoluinen leukemian kudos mikroskoopin alla.

Tietoa HL-60-soluviljelystä

HL-60-soluviljely on yksinkertaista ja helppoa. Tässä osiossa perehdytään perusasioihin, kuten: Mikä on HL-60-solulinjan kaksinkertaistumisaika? Onko HL-60 adheesiivinen vai suspensio-viljely? Mikä on HL-60-solulinjan kylvötiheys? Mitä elatusainetta käytetään HL-60-solujen kasvatukseen?

Kaksinkertaistumisaika:

HL-60-solujen kaksinkertaistumisaika on noin 36–48 tuntia.

Adheesiivinen vai suspensio:

HL-60-solut kasvavat suspensiokulttuureina.

Kylvötiheys:

Nämä solut kylvetään tiheydellä 1 x 10⁶ solua/ml, kun niitä viljellään uudelleen, ja tiheydellä 2 x 10⁵ solua/ml, kun uusi viljelmä aloitetaan.

Kasvatusväliaine:

HL-60-solujen viljelyyn käytetään RPMI 1640 -kasvatusväliainetta, johon on lisätty 10 % FBS:ää ja 2,5 mM L-glutamiinia. Väliaine tulisi vaihtaa 2–3 kertaa viikossa.

Kasvuolosuhteet:

HL-60-soluja kasvatetaan kostutetussa inkubaattorissa 37 °C:n lämpötilassa ja 5 %:n CO₂-pitoisuudessa.

Säilytys:

HL-60-soluja säilytetään alle -150 °C:n lämpötilassa tai nestemäisen typen höyryvaiheessa, jotta mahdollisimman suuri osa soluista säilyy elinkelpoisina.

Jäädytysväliaine ja -prosessi:

HL-60-solujen pakastamiseen käytetään CM-1- tai CM-ACF-pakastusväliaineita. HL-60-solujen pakastamiseen suositellaan hidasta pakastusmenetelmää.

Sulatusprosessi:

Jäädytetty HL-60-solupulloa ravistellaan nopeasti 37 °C:n lämpötilaan asetetussa vesihauteessa. Sen jälkeen solut sentrifugoidaan jäädytysaineen poistamiseksi. Lisätään uutta viljelyainetta, ja solut suspendoidaan uudelleen annosteltaviksi kasvupullossa.

Bioturvallisuustaso:

HL-60-viljelmien käsittelyyn suositellaan bioturvallisuustasoa 1.

HL-60-suspensiosolut 10- ja 20-kertaisella suurennuksella.

HL-60-solut: Edut ja haitat

Ennen kuin aloitat työskentelyn minkä tahansa solulinjan kanssa, sinun kannattaa tutustua sen etuihin ja haittoihin. Tässä artikkelin osiossa käsitellään muutamia HL-60-solujen käytön etuja ja haittoja.

Edut

HL-60-solulinjan muutamia merkittäviä etuja ovat:

• Monipuolisuus: HL-60-solut kykenevät erilaistumaan useiksi solutyypeiksi, kuten monosyytteiksi, makrofageiksi ja granulosyytteiksi, sopivissa kasvuolosuhteissa. Tämä tekee niistä hyödyllisiä solujen erilaistumisen ja muiden soluprosessien tutkimuksessa.
• Helppo viljellä: HL-60-soluja on helppo kasvattaa ja ylläpitää suspensiokulttuureissa, mikä tekee niistä kätevän työkalun useiden soluprosessien tutkimiseen.
• Leukemian in vitro -malli: Nämä solut on saatu akuuttia myelooista leukemiaa sairastavalta potilaalta, joten niillä on taudin kaltaiset geneettiset ja molekyyliset ominaisuudet.

Haitat

HL-60-solulinjan haitat ovat:

• Rajoitettu erilaistumispotentiaali: HL-60-solut voivat erilaistua joihinkin myeloisiin solulinjoihin ärsykkeiden vaikutuksesta, mutta niiden erilaistumispotentiaali on rajoitettu verrattuna primaarisoluihin.
  

HL-60-solulinjan sovellukset tutkimuksessa: syövästä immunologiaan ja sen yli

Akuuttia promyelosyyttileukemiaa sairastavalta potilaalta peräisin oleva HL-60-solulinja on monipuolisuutensa ja helpon viljeltävyytensä ansiosta noussut lääketieteellisen tutkimuksen kulmakiveksi. Nämä vähän huoltoa vaativat viljelmät ovat keskeisiä lukuisissa tutkimussovelluksissa, ja tavoitteenamme on tutkia joitakin merkittävimpiä niistä sisällyttämällä laaja valikoima tutkimusavainsanoja kattavan yleiskatsauksen tarjoamiseksi.

Syöpätutkimus

Onkologian alalla HL-60-solulinja on ollut keskeisessä roolissa syöpäsolujen signalointimekanismien monimutkaisuuden selvittämisessä, edistäen ymmärrystämme onkogeenien ilmentymisestä ja vauhdittaen uusien terapeuttisten kohteiden löytämistä. Tämä solulinja on osa leukemiasolulinjapaneelia, jota käytetään uusien kemoterapeuttisten aineiden seulontaan. Yksi osuva esimerkki on HL-60-solujen käyttö merieliöistä uutettujen yhdisteiden leukemian vastaisten ominaisuuksien selvittämisessä, mikä on paljastanut sekä solujen lisääntymistä estäviä että solukuolemaa edistäviä vaikutuksia [2]. Lisäksi solulinja on helpottanut keskeisten signalointireittien, kuten JAK/STAT:n, tutkimista ja niiden vaikutusta leukemiasolujen proliferaatioon sekä bioaktiivisten yhdisteiden, kuten tymokinonin, terapeuttisen potentiaalin arviointia [3].

Immunologia

HL-60-solut ovat vankka in vitro -järjestelmä erilaisten immuunivasteiden tutkimiseen, mukaan lukien kemotaksiksen monimutkainen prosessi ja keskeisten immuunivälittäjäaineiden ilmentymisen säätely. Nämä solut voivat erilaistua makrofageja ja neutrofiilejä muistuttaviksi myeloidisiksi soluiksi, toimien monipuolisena mallina tulehdusreittien tutkimuksessa. Esimerkiksi HL-60-soluista peräisin olevia makrofagien kaltaisia soluja käytettiin Brassica-suvun fytokemikaalien anti-inflammatorisen potentiaalin tutkimiseen [4]. Toisessa tutkimuksessa HL-60-solujen erilaistuminen neutrofiilimäisiksi soluiksi antoi tutkijoille mahdollisuuden tunnistaa solujen erilaistumiselle ja siihen liittyville immuunitoiminnoille keskeisiä geenejä [5].

Lääkekehitys

HL-60:n myeloidisen erilaistumisen kykyjä on hyödynnetty myös lääkekehityksessä, erityisesti sellaisten ehdokkaiden tunnistamisessa, jotka voisivat mahdollisesti moduloida erilaistumisreittiä, mikä on ratkaisevan tärkeää leukemian hoidossa. Tästä ovat esimerkkinä tutkimukset, joissa HL-60-solulinjaa on käytetty luonnontuotteiden syöpälääkepotentiaalin arviointiin [6].

Lisäksi HL-60-solulinjaa käytetään myeloisten solulinjojen biologian eri näkökohtien tutkimiseen, kuten sen ymmärtämiseen, miten retinoiinihapon kaltaisten aineiden käyttö voi johtaa monosyyttien erilaistumiseen tai miten nämä solut jäljittelevät primaarisia neutrofiilejä solunulkoisten ansojen muodostamisessa. Mallin käyttöä hematologisten pahanlaatuisten sairauksien molekyylitapahtumien selvittämisessä laajennetaan edelleen sen soveltamisella mutaatiosolupaneelitutkimuksiin, erityisesti leukemian p53-hotspot-analyysin yhteydessä.

Solumekanismien, HL-60:n kaksinkertaistumisaikojen ja niiden reaktion mikrofluidisten kanavien elektroporointiin tutkijoille solulinja tarjoaa luotettavan alustan tutkimuksille.

HL-60-solulinja tutkimukseesi

HL-60-solut: Tutkimusjulkaisut

HL-60-soluista on saatavilla useita tutkimuksia. Tässä on lueteltu joitakin merkittävimpiä esimerkkejä:

Dendronephthya gigantea -lajista peräisin olevan stigmast-5-en-3-olin apoptoottiset ja antiproliferatiiviset vaikutukset ihmisen leukemia-HL-60- ja ihmisen rintasyöpä-MCF-7-soluissa

Tässä tutkimusartikkelissa esitettiin Stigmast-5-en-3-ol-yhdisteen antituumorivaikutus HL-60-leukemiasoluihin ja MCF7-rintasyöpäsoluihin.

Tymokinoni estää solujen proliferaatiota ja tehostaa HL60-leukemiasolujen apoptoosia JAK/STAT-negatiivisten säätelijöiden uudelleenilmentymisen kautta

Tässä tutkimuksessa kuvataan JAK/STAT-signaloinnin roolia HL-60-solujen proliferaatiossa. Lisäksi tutkijat tutkivat tymokinoniyhdisteen terapeuttista potentiaalia käyttäen tätä leukemiasolulinjaa. Yhdiste estää solujen proliferaatiota ja indusoi solukuolemaa elvyttämällä JAK/STAT-kaskadin negatiivisten säätelijöiden ilmentymistä.

Brassica-kasvien bioaktiivisten yhdisteiden anti-inflammatorisen potentiaalin analysointi HL-60-soluista johdetussa ihmisen makrofagien kaltaisessa solumallissa

Tässä tutkimuksessa käytettiin HL-60-soluja makrofagien kaltaisen solumallin luomiseen Brassica-kasvien yhdisteiden anti-inflammatorisen aktiivisuuden tutkimiseksi.

ERK osallistuu dimetyylisulfoksidilla indusoitujen HL-60-neutrofiilimäisten solujen erilaistumiseen ja toimintaan, jotka jäljittelevät tulehduksellisia neutrofiilejä

Tämä International Immunopharmacology -lehdessä julkaistu tutkimus kehitti neutrofiilisoluja jäljittelevän mallin HL-60-solulinjasta käyttämällä dimetyylisulfoksidia. Tutkimuksessa havaittiin, että ERK-geeni on mukana näiden solujen erilaistumisessa.

Valittujen kasvipolyfenolien, gallushapon ja ellagiinihapon, antituumorivaikutukset herkille ja monilääkeresistenteille HL60-leukemiasoluille

Tässä tutkimusartikkelissa tutkitaan kasviperäisten polyfenoliyhdisteiden, eli gallushapon ja ellagiinihapon, syöpälääkkeen vaikutusta lääkeherkkiin ja lääkeresistenteihin HL-60-leukemiasoluihin.

HL-60-solulinja Resurssit: Protokollat, videot ja muuta

HL-60-solulinjasta on saatavilla useita verkkokoulutusresursseja. Tässä osiossa käsitellään muutamia resursseja, joissa kuvataan tämän solulinjan viljelyä ja transfektiota.

Soluviljelyprotokollat

HL-60-solujen viljelymenetelmiä kuvaavat resurssit ovat:

• HL-60:n lisääminen: Tämä asiakirja sisältää tietoa HL-60-solujen aliviljelystä.
• HL-60-solulinja: Tämä verkkosivusto sisältää perustietoa HL-60-soluista ja -protokollista, mukaan lukien solujen viljely, pakastaminen ja sulatus.

Transfektioprotokollat

Seuraavassa on joitakin lähteitä, joissa kuvataan HL-60-soluille valittuja transfektiomenetelmiä.

• HL-60-solujen transfektio: Tässä linkissä on yksityiskohtainen transfektiomenettely HL-60-leukemiasoluille.
• HL-60-solujen väliaikainen transfektio: Tämä asiakirja sisältää hyödyllistä tietoa solulinjasta ja yksityiskohtaisen protokollan HL-60-solujen väliaikaisesta transfektiosta.

HL-60-solulinjaan liittyvät videot

HL-60-soluista on saatavilla hyvin vähän videomateriaalia.

• HL-60-solujen siirto: Tässä videossa selitetään HL-60-solujen aliviljelyprotokolla.

Toivomme, että tämä artikkeli tarjoaa sinulle perustietoa HL-60-solulinjan viljelystä ja ylläpidosta. Lisäksi se voi syventää tietämystäsi näiden leukemiasolujen käytön eduista tutkimuksessa. Jos aiot käyttää tätä solulinjaa, tilaa se meiltä.

HL-60-solulinja: tutkijoille tarkoitettuja keskeisiä usein kysyttyjä kysymyksiä

Lähteet

1. Fleck, R., S. Romero-Steiner ja M. Nahm, HL-60-solulinjan käyttö pneumokokki-vasta-aineiden opsonisen kapasiteetin mittaamisessa. Clinical and Vaccine Immunology, 2005. 12(1): s. 19–27.
2. Fernando, I.S. ym., Dendronephthya giganteasta peräisin olevan stigmast-5-en-3-olin apoptoottiset ja antiproliferatiiviset vaikutukset ihmisen leukemia-HL-60- ja ihmisen rintasyöpä-MCF-7-soluissa. Toxicology in Vitro, 2018. 52: s. 297–305.
3. Almajali, B., et al., Tymokinoni estää solujen proliferaatiota ja tehostaa HL60-leukemiasolujen apoptoosia JAK/STAT-negatiivisten säätelijöiden uudelleenilmentymisen kautta. Asian Pacific Journal of Cancer Prevention: APJCP, 2021. 22(3): s. 879.
4. Ruiz-Alcaraz, A.J., et al., Brassica-kasvien bioaktiivisten yhdisteiden anti-inflammatorisen potentiaalin analyysi HL-60-soluista johdetussa ihmisen makrofagien kaltaisessa solumallissa. Biomedicine & Pharmacotherapy, 2022. 149: s. 112804.
5. Wang, D., et al., ERK osallistuu dimetyylisulfoksidilla indusoitujen HL-60-neutrofiilimäisten solujen erilaistumiseen ja toimintaan, jotka jäljittelevät tulehduksellisia neutrofiilejä. International Immunopharmacology, 2020. 84: s. 106510.
6. Núñez-Sánchez, M.Á., et al., Brassica-peräisten bioaktiivisten yhdisteiden leukemianvastainen vaikutus HL-60-myelooisissa leukemiasoluissa. International Journal of Molecular Sciences, 2022. 23(21): s. 13400.