Bunky HL-60: Základy výskumu akútnej myeloidnej leukémie

HL-60 je nesmrteľná ľudská leukemická bunková línia. Široko sa používa na štúdium biológie rakoviny a na skúmanie účinnosti protinádorových liekov. Okrem toho sa dá použiť aj na pochopenie rôznych bunkových a molekulárnych mechanizmov zapojených do proliferácie a diferenciácie leukemických buniek.

Bunka HL-60: Pôvod a všeobecné informácie

Bunková línia HL-60 slúži ako kľúčový model v hematologickom výskume a ponúka hlboký pohľad na povahu a liečbu akútnej promyelocytovej leukémie. Tento blogový príspevok sa zaoberá pôvodom a charakteristickými vlastnosťami bunkovej línie HL-60 a objasňuje jej kľúčovú úlohu v medicínskom výskume a vývoji liečebných metód.

HL-60 bola po prvýkrát izolovaná z leukemických buniek 36-ročnej ženy kaukazského pôvodu, u ktorej bola diagnostikovaná akútna promyelocytová leukémia. Túto priekopnícku prácu vykonal S.J. Collins a jeho tím, čo znamenalo významný prelom, keďže HL-60 bola prvou myeloidnou leukemickou bunkovou líniou, ktorú sa podarilo úspešne izolovať a kultivovať v suspenzii. Tento úspech umožnil množstvo výskumných príležitostí pri štúdiu leukémie a iných súvisiacich ochorení. Pokiaľ ide o fyzikálne charakteristiky, bunky HL-60 vykazujú lymfoblastickú morfológiu a je známe, že rastú v suspenzii, pričom majú guľatý tvar. Veľkosť týchto buniek sa líši, s priemerom v rozmedzí od 9 do 25 μm, čo odzrkadľuje ich heterogenitu. Na genomovej úrovni je bunková línia HL-60 prevažne pseudodiploidná, s modálnym počtom chromozómov 43. Zaujímavé je, že malé percento (6,2 %) buniek vykazuje 2S komponent, čo pridáva ďalšiu vrstvu zložitosti k ich genetickej výbave [1].

Porozumenie týmto základným aspektom buniek HL-60 nielenže rozširuje naše vedomosti o leukémii na bunkovej úrovni, ale tiež podporuje prebiehajúce výskumné úsilie zamerané na objavovanie nových spôsobov liečby. V nasledujúcich častiach sa budeme zaoberať tým, ako jedinečné vlastnosti buniek HL-60 prispeli k významnému pokroku v medicínskom výskume.

Tkanivo s jednobunkovou leukémiou pod mikroskopom.

Informácie o kultivácii buniek HL-60

Kultivácia buniek HL-60 je jednoduchá a nenáročná. V tejto časti sa zoznámite so základnými informáciami, ako napríklad: Aká je doba zdvojnásobenia buniek buniek HL-60? Ide pri HL-60 o adhezívnu alebo suspenznú kultúru? Aká je hustota výsevu buniek HL-60? Aké médium sa používa na rast buniek HL-60?

Doba zdvojnásobenia:

Doba zdvojnásobenia buniek HL-60 je približne 36 až 48 hodín.

Adherentná alebo suspenzná kultúra:

Bunky HL-60 rastú ako suspenzné kultúry.

Hustota naočkovania:

Tieto bunky sa pri subkultivácii vysievajú v hustote 1 x 10⁶ buniek/ml a pri založení novej kultúry v hustote 2 x 10⁵ buniek/ml.

Rastové médium:

Na kultiváciu buniek HL-60 sa používa rastové médium RPMI 1640 s pridaním 10 % FBS a 2,5 mM L-glutamínu. Médium by sa malo obnovovať 2 až 3 krát týždenne.

Podmienky rastu:

Bunky HL-60 sa kultivujú v zvlhčenom inkubátore pri teplote 37 °C a prívode 5 % CO₂.

Skladovanie:

Bunky HL-60 sa skladujú pri teplote pod -150 °C alebo v parnej fáze tekutého dusíka, aby sa zachovala maximálna životaschopnosť buniek.

Mrazivé médium a postup:

Na zmrazenie buniek HL-60 sa používajú zmrazovacie médiá CM-1 alebo CM-ACF. Pre zmrazenie buniek HL-60 sa uprednostňuje metóda pomalého zmrazenia.

Proces rozmrazovania:

Zmrazená fľaštička s bunkami HL-60 sa rýchlo premieša vo vodnom kúpeli nastavenom na teplotu 37 °C. Následne sa bunky odstreďujú, aby sa odstránilo mraziace médium. Pridá sa nové kultivačné médium a bunky sa resuspendujú, aby sa mohli naliať do fľaše na rast.

Úroveň biologickej bezpečnosti:

Pre manipuláciu s kultúrami HL-60 sa odporúča úroveň biologickej bezpečnosti 1.

Suspenzné bunky HL-60 pri 10-násobnom a 20-násobnom zväčšení.

Bunky HL-60: Výhody a nevýhody

Predtým, ako začnete pracovať s akoukoľvek bunkovou líniou, možno budete chcieť poznať jej výhody a nevýhody. Táto časť článku sa bude venovať niekoľkým kladom a zápory používania buniek HL-60.

Výhody

Medzi najvýznamnejšie výhody buneckej línie HL-60 patria:

• Všestrannosť: Bunky HL-60 majú schopnosť diferencovať sa na viacero typov buniek, vrátane monocytov, makrofágov a granulocytov, za vhodných podmienok rastu. Vďaka tomu sú užitočné pri štúdiu bunkovej diferenciácie a iných bunkových procesov.
• Ľahká kultivácia: Bunky HL-60 sa ľahko pestujú a udržiavajú v suspenzných kultúrach, čo z nich robí praktický nástroj na štúdium viacerých bunkových procesov.
• In vitro model leukémie: Tieto bunky boli získané od pacienta s akútnou myeloidnou leukémiou, a preto majú genetické a molekulárne charakteristiky podobné tejto chorobe.

Nevýhody

Nevýhody buneckej línie HL-60 sú:

• Obmedzený diferenciačný potenciál: HL-60 sa môže v reakcii na podnety diferencovať do niektorých myeloidných línií, ale ich diferenciačný potenciál je v porovnaní s primárnymi bunkami obmedzený.
  

Aplikácie buneckej línie HL-60 vo výskume: Od rakoviny po imunológiu a ďalej

Bunka HL-60, odvodená od pacienta s akútnou promyelocytovou leukémiou, sa stala základným kameňom medicínskeho výskumu vďaka svojej univerzálnosti a ľahkej kultivácii. Tieto kultúry s nízkymi nárokmi na údržbu sú kľúčové v nespočetných výskumných aplikáciách a našim cieľom je preskúmať niektoré z najvýznamnejších z nich, pričom zahrnieme širokú škálu kľúčových slov, aby sme poskytli komplexný prehľad.

Výskum rakoviny

V oblasti onkológie bola bunková línia HL-60 kľúčová pri odhaľovaní zložitostí signalizácie rakovinových buniek, pri posúvaní nášho chápania expresie onkogénov a pri urýchľovaní objavovania nových terapeutických cieľov. Táto bunková línia tvorí súčasť panelu leukemických bunkových línií používaných na skríning nových chemoterapeutických látok. Jedným z výstižných príkladov je použitie buniek HL-60 na overenie protileukemických vlastností zlúčenín extrahovaných z morských organizmov, ktoré odhalili ako antiproliferatívne, tak aj proapoptotické účinky [2]. Okrem toho táto bunková línia uľahčila skúmanie kľúčových signálnych dráh, ako je JAK/STAT, a ich vplyvu na proliferáciu leukemických buniek, ako aj hodnotenie terapeutického potenciálu bioaktívnych zlúčenín, ako je tymochinón [3].

Imunológia

Bunky HL-60 predstavujú robustný in vitro systém na skúmanie rôznych imunitných reakcií, vrátane komplexného procesu chemotaxie a regulácie expresie kľúčových imunitných mediátorov. Tieto bunky sa môžu diferencovať na myeloidné bunky podobné makrofágom a neutrofilom, čím slúžia ako univerzálny model na skúmanie zápalových dráh. Napríklad bunky podobné makrofágom odvodené z HL-60 boli použité na skúmanie protizápalového potenciálu fytochemikálií z rodu Brassica [4]. V inej štúdii diferenciácia buniek HL-60 na bunky podobné neutrofilom umožnila výskumníkom identifikovať gény kľúčové pre bunkovú diferenciáciu a súvisiace imunitné funkcie [5].

Objavovanie liekov

Schopnosti myeloidnej diferenciácie HL-60 sa tiež využili pri objavovaní liekov, najmä pri identifikácii kandidátov, ktorí by mohli potenciálne modulovať diferenciačnú dráhu, čo je kľúčové pri liečbe leukémie. Príkladom sú štúdie, ktoré použili bunkovú líniu HL-60 na hodnotenie protinádorového potenciálu prírodných produktov [6].

Okrem toho sa bunková línia HL-60 používa na štúdium rôznych aspektov biológie myeloidných buniek, napríklad na pochopenie toho, ako liečba látkami, ako je kyselina retinová, môže viesť k monocytovej diferenciácii, alebo ako tieto bunky napodobňujú primárne neutrofily pri tvorbe extracelulárnych pascí. Využitie tohto modelu pri objasňovaní molekulárnych udalostí hematologických malignít je ďalej rozšírené o jeho aplikáciu v štúdiách mutačných bunkových panelov, najmä v kontexte analýzy p53 hotspotov pri leukémii.

Pre tých, ktorí skúmajú bunkovú mechaniku, čas zdvojnásobenia HL-60 a ich reakciu na elektroporáciu v mikrofluidických kanáloch, ponúka táto bunková línia spoľahlivú platformu na výskum.

Bunka HL-60 pre váš výskum

Bunky HL-60: Vedecké publikácie

K dispozícii je niekoľko výskumných štúdií o bunkách HL-60. Tu uvádzame niekoľko významných príkladov:

Apoptotické a antiproliferatívne účinky stigmast-5-en-3-olu z Dendronephthya gigantea na ľudské leukemické bunky HL-60 a ľudské bunky rakoviny prsníka MCF-7

Táto vedecká štúdia navrhla protinádorový účinok zlúčeniny Stigmast-5-en-3-ol na bunky leukémie HL-60 a bunky rakoviny prsníka MCF7.

Tymoquinón potláča proliferáciu buniek a zvyšuje apoptózu buniek leukémie HL60 prostredníctvom reexpresie negatívnych regulátorov JAK/STAT

Táto štúdia opisuje úlohu JAK/STAT signálnej dráhy v proliferácii buniek HL-60. Okrem toho výskumníci skúmajú terapeutický potenciál zlúčeniny tymochinónu s využitím tejto bunky leukémie. Zlúčenina inhibuje proliferáciu buniek a indukuje bunkovú smrť obnovením expresie negatívnych regulátorov JAK/STAT kaskády.

Analýza protizápalového potenciálu bioaktívnych zlúčenín rodu Brassica v modeli buniek podobných ľudským makrofágom odvodenom z buniek HL-60

Táto štúdia využila bunky HL-60 na odvodenie modelu buniek podobných makrofágom na účely skúmania protizápalovej aktivity zlúčenín rastliny Brassica.

ERK sa podieľa na diferenciácii a funkcii buniek podobných neutrofilom HL-60 indukovaných dimetylsulfoxidom, ktoré napodobňujú zápalové neutrofily

Táto štúdia uverejnená v časopise International Immunopharmacology vyvinula napodobeninu neutrofilných buniek z buneckej línie HL-60 pomocou dimetylsulfoxidu. Štúdia zistila, že gén ERK sa podieľa na diferenciácii týchto buniek.

Protinádorové účinky vybraných rastlinných polyfenolov, kyseliny gallovej a kyseliny ellagovej, na citlivé a multirezistentné leukemické bunky HL60

Táto vedecká práca skúma protinádorový potenciál rastlinných polyfenolických zlúčenín, t. j. kyseliny galovej a ellagovej, na citlivé a rezistentné leukemické bunky HL-60.

Bunková línia HL-60 Zdroje: Protokoly, videá a ďalšie

K dispozícii je množstvo online vzdelávacích zdrojov o bunkovej línii HL-60. Táto sekcia sa venuje niekoľkým zdrojom, ktoré opisujú kultiváciu a transfekciu tejto bunkovej línie.

Protokoly kultivácie buniek

Zdroje popisujúce metódy kultivácie buniek HL-60 sú:

• Propagácia HL-60: Tento dokument poskytuje informácie o subkultivácii buniek HL-60.
• Bunková línia HL-60: Táto webová stránka obsahuje základné informácie o bunkách HL-60 a protokoloch, vrátane kultivácie, zmrazovania a rozmrazovania buniek.

Protokoly transfekcie

Tu sú niektoré zdroje opisujúce metódy transfekcie zvolené pre bunky HL-60.

• Transfekcia buniek HL-60: Tento odkaz obsahuje podrobný postup transfekcie pre leukemické bunky HL-60.
• Dočasná transfekcia buniek HL-60: Tento dokument obsahuje užitočné informácie o bunkovej línii a poskytuje podrobný protokol pre dočasnú transfekciu buniek HL-60.

Videá súvisiace s bunkovou líniou HL-60

Zdroje videí o bunkách HL-60 sú veľmi obmedzené.

• Pasážovanie buniek HL-60: Toto video vysvetľuje protokol subkultivácie buniek HL-60.

Očakávame, že tento článok vám poskytne základné informácie o kultivácii a udržiavaní buniek HL-60. Okrem toho môže rozšíriť vaše vedomosti o výhodách použitia týchto leukemických buniek vo výskume. Ak plánujete použiť túto bunkovú líniu, objednajte si ju u nás.

Bunková línia HL-60: Najdôležitejšie otázky a odpovede pre výskumníkov

Referencie

1. Fleck, R., S. Romero-Steiner a M. Nahm, Použitie buneckej línie HL-60 na meranie opsonickej kapacity pneumokokových protilátok. Clinical and Vaccine Immunology, 2005. 12(1): s. 19-27.
2. Fernando, I.S. a kol., Apoptotické a antiproliferatívne účinky Stigmast-5-en-3-olu z Dendronephthya gigantea na ľudské leukemické bunky HL-60 a ľudské bunky rakoviny prsníka MCF-7. Toxicology in Vitro, 2018. 52: s. 297-305.
3. Almajali, B., et al., Tymochinón potláča bunkovú proliferáciu a zvyšuje apoptózu buniek leukémie HL60 prostredníctvom reexpresie negatívnych regulátorov JAK/STAT. Asian Pacific Journal of Cancer Prevention: APJCP, 2021. 22(3): s. 879.
4. Ruiz-Alcaraz, A.J., et al., Analýza protizápalového potenciálu bioaktívnych zlúčenín rodu Brassica v modeli ľudských makrofágových buniek odvodených z buniek HL-60. Biomedicine & Pharmacotherapy, 2022. 149: s. 112804.
5. Wang, D., et al., ERK sa podieľa na diferenciácii a funkcii buniek podobných neutrofilom HL-60 indukovaných dimetylsulfoxidom, ktoré napodobňujú zápalové neutrofily. International Immunopharmacology, 2020. 84: s. 106510.
6. Núñez-Sánchez, M.Á., et al., Protileukemická aktivita bioaktívnych zlúčenín pochádzajúcich z Brassica v myeloidných leukemických bunkách HL-60. International Journal of Molecular Sciences, 2022. 23(21): s. 13400.