บทนำ

The เซลล์ 3T6-Swiss albino, ซึ่งยังเป็นที่รู้จักในชื่อ Swiss 3T6, NIH 3T6, 3T6 และ GM05862 เป็นหนึ่งในสายเซลล์ไฟโบรบลาสต์ของหนูที่ได้รับการทำให้เป็นอมตะโดยธรรมชาติและคงอยู่ได้นานที่สุดในการวิจัยทางการแพทย์ชีวภาพ สายเซลล์นี้ถูกสร้างขึ้นในปี 1963 โดย Todaro และ Green จากตัวอ่อนหนู Swiss ที่ถูกแยกส่วน และถือเป็นหนึ่งในสายเซลล์แรกที่แสดงให้เห็นว่าเซลล์ตัวอ่อนหนูขั้นต้นสามารถเกิดการไม่ตายตามธรรมชาติได้ภายใต้เงื่อนไขการเพาะเลี้ยงที่กำหนดไว้ [1]. ในช่วงหลายทศวรรษต่อมา นักวิจัยได้นำเซลล์ 3T6-Swiss albino มาใช้ในสาขาวิชาที่หลากหลายอย่างน่าทึ่ง รวมถึงไวรัสวิทยา การซ่อมแซม DNA การเผาผลาญนิวคลีโอไทด์ ชีววิทยาของตัวรับ และการประเมินวัสดุชีวภาพ เวลาเพิ่มจำนวนเซลล์ที่รวดเร็ว ลักษณะการเจริญเติบโตที่แข็งแรง และรูปร่างเซลล์แบบไฟโบรบลาสต์ ทำให้สายเซลล์นี้กลายเป็นแบบจำลองที่จัดการได้ง่ายในการทดลอง นอกจากนี้ ความตอบสนองที่ได้รับการศึกษาอย่างละเอียดต่อปัจจัยการเจริญเติบโตและสารกระตุ้นการแบ่งเซลล์ ยังทำให้มันกลายเป็นเครื่องมือที่ได้รับความนิยมในการศึกษาการถ่ายทอดสัญญาณและการควบคุมวงจรเซลล์ ในบริบทของไฟโบรบลาสต์ที่ยังไม่ถูกเปลี่ยนแปลงเทียบกับไฟโบรบลาสต์ที่ถูกเปลี่ยนแปลงโดยธรรมชาติ

จุดสำคัญที่ควรจดจำ

• 3T6-Swiss albino เป็นสายเซลล์ไฟโบรบลาสต์ของหนูที่ถูกทำให้เป็นอมตะโดยธรรมชาติ ซึ่งถูกสร้างขึ้นในปี 1963 จากตัวอ่อนหนูสวิส โดย Todaro และ Green
• สายเซลล์นี้มีรหัส Cellosaurus CVCL_0601 และมีเวลาเพิ่มจำนวนเซลล์ที่รวดเร็วเป็นพิเศษ ประมาณ 15 ชั่วโมง
• ชื่อ "3T6" ระบุถึงวิธีการเพาะเลี้ยงที่ใช้ในการผลิตมัน: ถ่ายย้ายทุก 3 วัน ด้วยปริมาณเชื้อเริ่มต้น 6 × 10⁵ เซลล์ต่อแผ่น
• มันได้ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการศึกษาด้านไวรัสวิทยา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการวิจัยเกี่ยวกับการถอดรหัส การจำลองตัว และการสร้างโปรตีนแคปซิดของไวรัสโพลีโอมาไวรัส
• สายพันธุ์นี้ทำหน้าที่เป็นแบบจำลองที่เชื่อถือได้สำหรับการศึกษาเกี่ยวกับกลไกการซ่อมแซม DNA การส่งสัญญาณของปัจจัยการเจริญเติบโต และการสังเคราะห์นิวคลีโอไทด์
• เซลล์ 3T6-Swiss albino มีความไวต่อการติดเชื้อแบคทีเรียภายในเซลล์ ซึ่งทำให้เซลล์เหล่านี้มีประโยชน์ในการศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างโฮสต์กับเชื้อโรค
• สายพันธุ์นี้ได้รับการตรวจสอบความเข้ากันได้ทางชีวภาพและผลการทดสอบความเป็นพิษต่อเซลล์แล้ว ในการวิจัยเกี่ยวกับวัสดุชีวภาพและการรักษาแผล

3T6-Swiss albino คืออะไร?

3T6-Swiss albino (CVCL_0601) ได้รับการพัฒนาจากเนื้อเยื่อตัวอ่อนทั้งตัวของหนู Swiss albino; Cellosaurus บันทึกเพศของสายพันธุ์นี้ว่าเป็นเพศชาย วัฒนธรรมต้นแบบถูกเตรียมขึ้นโดยการบดละเอียดตัวอ่อนหนูสวิสที่รวมกันอายุ 17 ถึง 19 วัน ดังนั้นสายพันธุ์นี้จึงไม่สามารถสืบย้อนกลับไปยังสัตว์ผู้บริจาคตัวเดียวที่ได้รับการระบุได้ [1]. สายเซลล์นี้ถูกสร้างขึ้นตามโปรโตคอล 3T ที่เป็นจุดสำคัญ ซึ่งถูกพัฒนาโดย Todaro และ Green โดยนำเซลล์ตัวอ่อนหนูขั้นต้นมาเพาะเลี้ยงต่อเนื่องเป็นระยะๆ ด้วยช่วงเวลาและความหนาแน่นของการเพาะเลี้ยงที่กำหนดไว้ จนกระทั่งเกิดการกลายเป็นเซลล์อมตะโดยธรรมชาติ ชื่อเรียกนี้สะท้อนถึงวิธีการดังกล่าวโดยตรง: "3T" หมายถึงการถ่ายย้ายทุกสามวัน และตัวเลขที่สองหมายถึงปริมาณเซลล์ที่ปลูกถ่ายในหน่วย 10⁵ เซลล์ต่อแผ่น ดังนั้น 3T6 จึงถูกเลี้ยงไว้ที่ 6 × 10⁵ เซลล์ต่อแผ่น ร่วมกับสายเซลล์พี่น้อง 3T3 (3 × 10⁵) และ 3T12 (12 × 10⁵) ที่กล่าวถึงในวิจัยเดียวกัน [1].

สภาพการเพาะเลี้ยงที่ใช้ในช่วงการก่อตั้งได้กำหนดลักษณะทางฟีโนไทป์ที่เกิดขึ้น ในขณะที่เซลล์ 3T3 ถูกรักษาให้มีความหนาแน่นต่ำอย่างตั้งใจ และไม่เคยถูกปล่อยให้ถึงจุดที่เซลล์สัมผัสกันจนเต็ม — ซึ่งก่อให้เกิดสายพันธุ์ที่มีการยับยั้งการสัมผัสอย่างชัดเจน — ส่วนสายพันธุ์ที่รักษาไว้ด้วยความหนาแน่นสูงยิ่งขึ้น กลับสูญเสียการยับยั้งการสัมผัสไปอย่างค่อยเป็นค่อยไป ก่อตัวเป็นหลายชั้น และถึงความหนาแน่นอิ่มตัวที่สูงกว่ามาก [1]. ดังนั้น ธนาคารเซลล์จึงอธิบายว่า 3T6 ไม่ถูกยับยั้งโดยการสัมผัส ซึ่งแตกต่างอย่างชัดเจนจาก 3T3. เช่นเดียวกับสายพันธุ์หนูทั้งหมดที่ได้รับการจัดตั้งขึ้นในการศึกษานั้น 3T6 ก็เปลี่ยนจากแบบโครโมโซมไดพลอยด์เป็นเฮเทอโรพลอยด์ระหว่างกระบวนการจัดตั้ง และตั้งตัวอยู่ในช่วงไฮโปเททราพลอยด์; ธนาคารเซลล์รายงานว่าแบบโครโมโซมไม่เสถียร โดยมีสายพันธุ์ต้นแบบที่มีโครโมโซม 78–81 ตัว สายพันธุ์นี้ผลิตคอลลาเจนและกรดไฮยาลูโรนิก โดยยังคงรักษาลักษณะบางประการของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่สะท้อนถึงต้นกำเนิดจากเซลล์ไฟโบรบลาสต์ การยืนยันชนิดสัตว์ได้รับการยืนยันโดยการหาลำดับพันธุกรรมแบบ high-throughput ที่มุ่งเป้าไปที่ยีนไซโตโครมซีออกซิเดสซับยูนิต 1 (COX1) ซึ่งให้การยืนยันทางโมเลกุลอย่างอิสระเกี่ยวกับต้นกำเนิดจากหนู [2].

ข้อมูลการเพาะเลี้ยงเซลล์

ข้อดีของเซลล์ 3T6-Swiss albino

หนึ่งในข้อได้เปรียบทางปฏิบัติที่สำคัญที่สุดของเซลล์ 3T6-Swiss albino คืออัตราการเพิ่มจำนวนที่รวดเร็ว Todaro และ Green ได้บันทึกไว้ว่า เวลาการเกิดรุ่นของสายพันธุ์ 3T6 ที่กำลังพัฒนาได้ลดลงจาก 29 ชั่วโมงเป็น 15 ชั่วโมง ผ่านการถ่ายโอน 8 ครั้งติดต่อกัน หลังจากที่ประชากรเซลล์กลายเป็นเฮเทอโรพลอยด์อย่างสมบูรณ์ โดยในสายพันธุ์เดียวกันนี้ยังบันทึกค่าที่ต่ำกว่า 14 ชั่วโมง [1]. ดังนั้น ธนาคารเซลล์จึงระบุเวลาการเพิ่มจำนวนเซลล์เป็นสองเท่าอยู่ที่ประมาณ 15 ชั่วโมง ซึ่งช่วยสนับสนุนกระบวนการทดลองแบบผ่านปริมาณสูง และลดเวลาที่จำเป็นในการสร้างจำนวนเซลล์ที่เพียงพอสำหรับการทดสอบ ส่วนรูปแบบการเจริญเติบโตเป็นชั้นเดียวที่ติดกับพื้นผิวช่วยให้การสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์และการจัดการเซลล์เป็นไปอย่างง่ายดาย

ความสามารถในการทดลองที่กว้างขวางของเซลล์ 3T6-Swiss albino ถือเป็นข้อได้เปรียบสำคัญประการที่สอง สายเซลล์นี้รองรับการทรานส์เฟกชันแบบคงที่และแบบชั่วคราวด้วยโครงสร้างการแสดงออกที่หลากหลาย ได้ถูกใช้เพื่อเพาะเลี้ยงไวรัสโพลีโอมาอย่างมีประสิทธิภาพ และตอบสนองอย่างน่าเชื่อถือต่อสิ่งกระตุ้นจากภายนอกเซลล์ เช่น ปัจจัยการเจริญเติบโตและสารกระตุ้นระบบพิวรีเนอร์จิก ความหลากหลายนี้หมายความว่าสายเซลล์เดียวสามารถตอบสนองความต้องการทดลองหลายด้านภายในห้องปฏิบัติการเดียวกันได้ ซึ่งช่วยลดภาระในการรักษาสต็อกเซลล์หลายชนิดที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ สายเซลล์นี้ยังแสดงให้เห็นถึงประโยชน์ในหลากหลายสาขาวิชา — ตั้งแต่ไวรัสวิทยาโมเลกุลไปจนถึงการทดสอบวัสดุชีวภาพ — ซึ่งเน้นย้ำถึงความสามารถในการประยุกต์ใช้ที่กว้างขวาง

ข้อจำกัดของเซลล์ 3T6-Swiss albino

ในฐานะสายเซลล์ที่ถูกทำให้เป็นอมตะโดยธรรมชาติ ซึ่งสูญเสียการยับยั้งการเจริญเติบโตจากการสัมผัสระหว่างกระบวนการเพาะเลี้ยง เซลล์ 3T6-Swiss albino สามารถบรรลุความหนาแน่นอิ่มตัวที่สูงกว่าเซลล์ไฟโบรบลาสต์ปกติอย่างมาก และไม่แสดงการหยุดการเจริญเติบโตที่ขึ้นอยู่กับความหนาแน่น ซึ่งมักเกิดขึ้นในวัฒนธรรมเซลล์ที่ถูกยับยั้งการเจริญเติบโตจากการสัมผัส [1]. ดังนั้น สายเซลล์นี้จึงไม่สามารถจำลองการตอบสนองแบบการยับยั้งการติดต่อ (contact inhibition) ที่พบในสายเซลล์เช่น 3T3 ซึ่งอาจถือเป็นปัจจัยสำคัญที่ควรพิจารณาเมื่อออกแบบการทดลองที่มีวัตถุประสงค์เพื่อจำลองสรีรวิทยาของเนื้อเยื่อปกติ นักวิจัยที่ศึกษาเรื่องการยับยั้งการเกิดเนื้องอก การควบคุมการเจริญเติบโตที่ขึ้นอยู่กับจุดยึด หรือการตอบสนองการสมานแผลปกติ ควรระมัดระวังในการตีความผลการทดลองจากสายเซลล์นี้ แบบโครโมโซมเป็นข้อจำกัดที่เกี่ยวข้อง: 3T6 เป็นเฮเทอโรพลอยด์แทนที่จะเป็นไดพลอยด์ โดยมีจำนวนโครโมโซมที่ไม่เสถียรอยู่ในช่วงไฮโปเททราพลอยด์ ดังนั้นจึงไม่เหมาะสมเป็นพื้นหลังสำหรับงานวิจัยที่ต้องการจีโนมยูพลอยด์

ข้อจำกัดเพิ่มเติมเกี่ยวข้องกับลักษณะของแบบจำลองที่เป็นเซลล์หนู เซลล์ตัวอ่อน และเซลล์ไฟโบรบลาสต์ ผลการศึกษาที่ได้จากเซลล์ 3T6-Swiss albino อาจไม่สามารถนำไปประยุกต์ใช้โดยตรงกับชีววิทยาของเซลล์มนุษย์หรือเซลล์ที่แยกตัวแล้วได้ เช่นเดียวกับสายเซลล์ต่อเนื่องทั้งหมด การเปลี่ยนแปลงทางจีโนมที่เกิดขึ้นจากการเพาะเลี้ยงเซลล์หลายครั้งอาจก่อให้เกิดความแปรปรวนทางฟีโนไทป์ ดังนั้น จึงแนะนำให้ทำการตรวจสอบความถูกต้องอย่างสม่ำเสมอ เพื่อยืนยันชนิดของเซลล์และตรวจหาเหตุการณ์การปนเปื้อนข้ามที่อาจเกิดขึ้นตามเวลา โปรดทราบว่า การวิเคราะห์โปรไฟล์ Short Tandem Repeat (STR) ซึ่งเป็นมาตรฐานทองคำสำหรับสายเซลล์มนุษย์ ไม่สามารถนำไปใช้ในกรณีนี้ได้ สำหรับสายเซลล์ที่ไม่ใช่มนุษย์ การใช้ DNA barcoding ของยีน COX1 เป็นวิธีการที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง และ 3T6 ได้รับการยืนยันความถูกต้องด้วยวิธีการนี้เอง [2].

ดูข้อมูลจำเพาะทั้งหมดและสั่งซื้อ

การใช้งาน

ไวรัสวิทยาและการแสดงออกของยีนไวรัส

เซลล์ 3T6-Swiss albino ได้ทำหน้าที่เป็นระบบโฮสต์ที่มีประสิทธิภาพสำหรับการวิจัยไวรัสโพลีโอมาไวรัสมาหลายทศวรรษ Hyde-DeRuyscher และ Carmichael ได้ใช้เซลล์ NIH 3T6 เพื่อดำเนินการทดสอบนิวเคลียร์รัน-ออนอย่างละเอียด และวิเคราะห์การควบคุมตามเวลาของการแสดงออกของยีนไวรัสโพลีโอมาไวรัสระหว่างการติดเชื้อที่มีประสิทธิภาพ [3] งานวิจัยของพวกเขาแสดงให้เห็นว่า การเปลี่ยนผ่านจากระยะต้นสู่ระยะปลายของไวรัสโพลีโอมา ไม่ถูกควบคุมในระดับการเริ่มต้นการถอดรหัส แต่การเปลี่ยนผ่านนี้เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงในกระบวนการประมวลผล RNA ซึ่งเป็นผลการค้นพบที่ช่วยกำหนดความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับการควบคุมการแสดงออกของยีนไวรัสในเซลล์ไฟโบรบลาสต์ของหนู

Rhee และ Carmichael ได้ใช้ระบบการติดเชื้อ NIH 3T6 เพื่อศึกษาประสิทธิภาพการแปลรหัสของ mRNA ช่วงปลายของไวรัสโพลีโอมา พวกเขาได้ทำการติดเชื้อเซลล์พร้อมกันด้วยสองสายพันธุ์ไวรัสที่แตกต่างเพียงในลำดับเอ็กซอนผู้นำช่วงปลายที่ไม่เข้ารหัส 5' และแยกโพลีโซมในช่วงเวลาการติดเชื้อช่วงปลาย [4]. การทดลองวิเคราะห์โปรไฟล์โพลีโซมของพวกเขาแสดงให้เห็นว่า ลำดับของผู้นำช่วงปลายไม่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการแปล ซึ่งให้ข้อมูลเชิงกลไกสำคัญเกี่ยวกับการใช้ mRNA ของไวรัส

ในการศึกษาเสริม Chang และคณะได้ระบุสัญญาณการกำหนดตำแหน่งในนิวเคลียส (NLS) ในบริเวณปลาย C ของโปรตีนแคปซิดรอง VP2 ของไวรัสโพลีโอมา โดยใช้กลยุทธ์สองแนวทางที่สอดคล้องกัน [5] ในวิธีการ "แบบลบ" ทางพันธุกรรม ได้นำโครงสร้าง VP2 แบบเต็มความยาวและแบบตัดสั้นไปทรานส์เฟกต์เข้าสู่เซลล์ COS-7 ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการตัดออกของกรดอะมิโน Glu307–Leu318 ทำให้ VP2 ถูกจำกัดอยู่ในไซโทพลาซึม วิธีการทางชีวเคมีแบบ "เพิ่ม" ใช้เซลล์ NIH 3T6: เปปไทด์สังเคราะห์ที่สอดคล้องกับลำดับนั้นถูกเชื่อมโยงข้ามกับอัลบูมินในซีรัมวัวและอิมมูโนโกลบูลิน G, ติดฉลากด้วยสารเรืองแสง และฉีดด้วยไมโครอินเจคชันเข้าสู่ไซโทพลาซึมของเซลล์ 3T6 ซึ่งสารประกอบทั้งสองสะสมในนิวเคลียส ในขณะที่โปรตีนพาหะที่ไม่ได้ถูกเชื่อมโยงไม่สะสมที่นั่น ความเหมาะสมของเซลล์ 3T6 สำหรับการฉีดด้วยไมโครอินเจคชันในไซโทพลาซึมจึงเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนด NLS

การซ่อมแซม DNA และสัญญาณของปัจจัยการเจริญเติบโต

เซลล์ 3T6-Swiss albino ได้ถูกใช้อย่างแพร่หลายเพื่อศึกษาการซ่อมแซมการแตกของสาย DNA ที่เกิดจากรังสีไอออไนซ์ และบทบาทของปัจจัยการเจริญเติบโตในการปรับกระบวนการนี้ Bildin, Seregina และ Zhestyanikov ได้ศึกษาพลวัตการซ่อมแซมการแตกสายเดี่ยว (SSB) และการแตกสายคู่ (DSB) ในเซลล์ Swiss 3T6 ที่ได้รับรังสีไอออไนซ์ในปริมาณ 5–10 Gy [6] พวกเขาใช้การสกัดด้วยสารละลายเป็นกลางและสารละลายด่าง ร่วมกับการแยกด้วยแรงเหวี่ยงในกราเดียนต์ซูโครสแบบด่าง เพื่อวัดปริมาณการแตกของสายดีเอ็นเอ ผลการศึกษาของพวกเขาแสดงให้เห็นว่า การขาดเซรั่มทำให้อัตราการซ่อมแซมลดลงอย่างรุนแรง ในขณะที่การกระตุ้นใหม่ด้วยปัจจัยการเจริญเติบโตของผิวหนัง (EGF) และอินซูลิน ช่วยฟื้นฟูอัตราการซ่อมแซมได้บางส่วน ซึ่งยืนยันความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างสัญญาณการกระตุ้นการแบ่งเซลล์ (mitogenic signaling) กับความสามารถในการซ่อมแซมความเสียหายของดีเอ็นเอ

การศึกษาต่อมาโดย Bil'din, Seregina และ Zhestianikov ได้ขยายงานวิจัยนี้โดยการระบุลักษณะของ DNA polymerases เฉพาะที่เกี่ยวข้องกับการซ่อมแซม SSB ที่เกิดจากรังสีในเซลล์ Swiss 3T6 ที่กำลังแบ่งตัว อยู่ในภาวะพักตัว และถูกกระตุ้นด้วยสารกระตุ้นการแบ่งตัว [7]. โดยใช้แอฟิดิโคลิน (aphidicolin) ซึ่งเป็นสารยับยั้งเฉพาะของ DNA polymerase alpha และ delta และ 2',3'-dideoxythymidine-5'-triphosphate เพื่อยับยั้ง DNA polymerase beta พวกเขาพบว่า การซ่อมแซม SSB มีความไวต่อแอฟิดิโคลินมากขึ้น ไม่ว่าเซลล์จะอยู่ในภาวะแบ่งตัวหรือไม่ก็ตาม aphidicolin ยับยั้งการฟื้นฟู DNA ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงกว่าประมาณสามเท่าในเซลล์ที่อยู่ในภาวะพักตัวและเซลล์ที่ถูกกระตุ้นด้วยมิโทเจน เมื่อเทียบกับเซลล์ที่กำลังแบ่งตัวอย่างแข็งขัน ซึ่งชี้ให้เห็นว่ามี DNA polymerase ที่ไวต่อ aphidicolin — ซึ่งน่าจะเป็น DNA polymerase alpha — เป็นขั้นตอนที่จำกัดการซ่อมแซมในเซลล์ที่อยู่ในภาวะพักตัว

ในด้านเมแทบอลิซึมของนิวคลีโอไทด์ Tatibana และคณะได้ศึกษาการกระตุ้นการแบ่งเซลล์ในระยะเริ่มต้นของกระแสเมแทบอลิซึมผ่านฟอสโฟริโบซิล ไพรโรฟอสเฟต (PRPP) ไปสู่นิวคลีโอไทด์ [8] โดยทำงานหลักในเซลล์ Swiss 3T3 พวกเขาแสดงให้เห็นว่า EGF ร่วมกับอินซูลินช่วยเพิ่มการไหลผ่าน PRPP ประมาณสองเท่า และว่าการตอบสนองนี้จำเป็นต้องมีแมกนีเซียมจากภายนอกเข้ามา เซลล์ Swiss 3T6 ที่อยู่ในภาวะพักตัวได้รับการตรวจสอบร่วมกับไฟโบรบลาสต์ของทารกในครรภ์มนุษย์ และแสดงให้เห็นถึงการกระตุ้นการสังเคราะห์นิวคลีโอไทด์ในระดับที่เทียบเคียงได้เมื่อสัมผัสกับซีรั่ม ซึ่งทำให้เซลล์ 3T6 ถูกจัดให้อยู่ในชุดการทดลองโดยตรง และแสดงให้เห็นว่ากระบวนการสังเคราะห์เดอโนโวของพิวรีนและพิริมิดีนถูกกระตุ้นขึ้นเป็นการตอบสนองในระยะเริ่มต้นต่อการกระตุ้นการแบ่งเซลล์

การควบคุมวงจรเซลล์และการแยกตัว

การศึกษาสำคัญของ Kleuser และ Adam ได้เปรียบเทียบเซลล์ Swiss 3T3 และ 3T6 อย่างตรงไปตรงมา เพื่อศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณ RNA ของไรโบโซม ขนาดเซลล์ และการเข้าสู่รอบเซลล์ [9] ผลการวิจัยของพวกเขาเปิดเผยความแตกต่างทางชีวภาพพื้นฐานระหว่างสองสายเซลล์นี้: เซลล์ 3T3 จำเป็นต้องมีระดับเนื้อหา rRNA ภายในเซลล์ถึงเกณฑ์ขั้นต่ำก่อนที่จะกลับเข้าสู่รอบเซลล์ ในขณะที่เซลล์ 3T6 เริ่มการจำลองดีเอ็นเอโดยไม่มีการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญของ rRNA ความแตกต่างนี้ถูกตีความว่าเป็นหลักฐานว่า การเปลี่ยนแปลงของ 3T6 เกี่ยวข้องกับการแยกตัวออกจากจุดตรวจสอบขนาด (size checkpoint) ซึ่งปกติควบคุมการเข้าสู่รอบเซลล์ โดยให้ข้อมูลเชิงกลไกเกี่ยวกับลักษณะทางฟีโนไทป์ที่เปลี่ยนแปลงของสายพันธุ์นี้

Thayer และเพื่อนร่วมงานได้แสดงให้เห็นว่า การทรานส์เฟกชันของยีน MyoD1 ที่กำหนดการสร้างเซลล์กล้ามเนื้อ จะกระตุ้นการแสดงออกของยีน MyoD1 ภายในเซลล์ ซึ่งบ่งชี้ถึงการควบคุมตัวเองแบบบวก [10]. ระบบทดลองหลักคือสายเซลล์ 10T1/2 แต่ผลต่อ mRNA MyoD1 ภายในเซลล์ได้ถูกยืนยันซ้ำในเซลล์ Swiss 3T6 — ซึ่งน่าสังเกตว่าเป็นสายเซลล์เพิ่มเติมเพียงสายเดียวในจำนวนหลายสายเซลล์ไฟโบรบลาสต์และอะดิโพบลาสต์ที่ได้รับการทดสอบ ซึ่งปรากฏผลดังกล่าว ความเฉพาะเจาะจงนี้ทำให้ 3T6 เป็นพื้นหลังที่เอื้ออำนวยและให้ข้อมูลสำคัญสำหรับการศึกษาการเปลี่ยนเป็นเซลล์กล้ามเนื้อ งานวิจัยเดียวกันนี้ยังแสดงให้เห็นว่า MyoD1 และ myogenin มีส่วนร่วมในวงจรการควบคุมตัวเองแบบบวก ซึ่งเป็นกลไกที่ช่วยเพิ่มความเข้าใจเกี่ยวกับการกำหนดทิศทางสู่การเป็นเซลล์กล้ามเนื้อ ซึ่งได้ตีพิมพ์ในวารสาร Cell

Chin และ Liem ได้ใช้เซลล์ Swiss 3T6 พร้อมกับเซลล์ L tk− ของหนู เป็นโฮสต์การทรานส์เฟกชันที่เสถียร เพื่อศึกษาการแสดงออกของโปรตีนนิวโรฟิลามีน NF-L และ NF-M ของหนูแรท ในบริบทเซลล์ที่ไม่ใช่เซลล์ประสาท [11] cDNA ของนิวโรฟิลามีนถูกควบคุมโดยโปรโมเตอร์ของไวรัส SV40 และไวรัสโรสซาร์โคมา ในขณะที่โปรโมเตอร์ช่วงต้นของ SV40 ควบคุมมาร์กเกอร์เลือกได้นีโอไมซิน ได้ค้นพบโคลนที่ต้านทาน G418 ด้วยทั้งโครงสร้าง NF-L และ NF-M แต่สามารถสร้างโคลนที่แสดงออก NF-M ซึ่งตรวจพบได้ด้วยวิธีอิมมูโนฟลูออเรสเซนซ์ได้เท่านั้น; การวิเคราะห์ด้วยอิมมูโนอิเล็กตรอนไมโครสโคปีแสดงให้เห็นว่า NF-M อยู่ร่วมตำแหน่งกับวีเมนตินบนเส้นใยกลางเดียวกัน ในอีกส่วนหนึ่ง Gonzalez และเพื่อนร่วมงานได้ใช้เซลล์ไฟโบรบลาสต์ของหนู Swiss 3T6 เพื่อศึกษาลักษณะของสองเส้นทางสัญญาณที่ต่างกัน ซึ่งถูกควบคุมโดยตัวรับ ATP และควบคุมการไหลออกของแคลเซียมและการเปิดช่องของเยื่อหุ้มเซลล์ โดยแสดงให้เห็นถึงการลดความไวแบบเลือกสรรระหว่างเส้นทางสัญญาณทั้งสอง ซึ่งสอดคล้องกับการมีอยู่ของตัวรับพิวรีนหลายชนิดในเซลล์เหล่านี้ [12].

ปฏิสัมพันธ์ระหว่างเจ้าบ้านกับเชื้อโรค

เซลล์ 3T6-Swiss albino ได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นแบบจำลองในหลอดทดลองที่มีประสิทธิภาพสำหรับการศึกษาเชื้อแบคทีเรียก่อโรคภายในเซลล์ โดยเฉพาะ Spiroplasma eriocheiris Hou และเพื่อนร่วมงานได้แสดงให้เห็นว่า S. eriocheiris สามารถบุกรุกเซลล์ 3T6 ได้ สร้างตัวรวม (inclusion bodies) และก่อให้เกิดการสร้างช่องว่าง (vacuolization) ซึ่งสามารถสังเกตได้ผ่านเทคนิคอิมมูโนฟลูออเรสเซนซ์และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่งผ่าน [13] การวิเคราะห์ด้วยโฟลว์ไซโตเมทรีและวิธี MTT ยืนยันว่าการติดเชื้อก่อให้เกิดการตายแบบอะพอพโทซิส (apoptosis) และลดความมีชีวิตของเซลล์อย่างมีนัยสำคัญ สามารถตรวจพบแบคทีเรียที่ก่อการติดเชื้อได้เร็วที่สุดภายในหนึ่งชั่วโมงหลังการติดเชื้อ และเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วภายใน 12 ชั่วโมง การวิเคราะห์โปรไฟล์การแสดงออกของ mRNA และ microRNA แบบคู่ในเซลล์ 3T6 ที่ติดเชื้อ ได้ระบุทรานสคริปต์ 619 ตัวและ miRNA 22 ตัวที่มีการแสดงออกแตกต่างกันหลังจากหกชั่วโมง ซึ่งมุ่งเน้นไปที่เส้นทางสัญญาณการยึดเกาะจุดศูนย์กลาง (focal adhesion) และ MAPK

กลไกโมเลกุลของการปฏิสัมพันธ์นี้ได้รับการวิเคราะห์อย่างละเอียดยิ่งขึ้นในแบบจำลองเซลล์เดียวกัน Hou และคณะได้ระบุโปรตีนคล้ายอะเดซิน (ALP) บนเยื่อหุ้มชั้นนอกของ S. eriocheiris และแสดงให้เห็นว่าโปรตีนนี้จำเป็นสำหรับการติดเชื้อในเซลล์ 3T6-Swiss albino [14] การคัดกรองแบบยีสต์ทูไฮบริด, การวิเคราะห์ฟาร์เวสเทิร์นบลอตติ้ง และการทดลองการอยู่ร่วมกันในตำแหน่งเดียวกัน ได้ยืนยันว่า ALP จับกับโดเมน EGF ของโปรตีนไฟบูลิน-7 ของหนู และว่า ALP ที่สร้างขึ้นใหม่สามารถยับยั้งกิจกรรมของเส้นทาง EGFR ในเซลล์ 3T6 ได้ผ่านทางการแข่งขันกับ EGF — ซึ่งเป็นตัวอย่างที่โดดเด่นของโปรตีนบนพื้นผิวแบคทีเรียที่อาศัยแกนปัจจัยการเจริญเติบโตของโฮสต์ ในการศึกษาเสริม Zhu และคณะได้วิเคราะห์ลักษณะของไลโซฟอสโฟลิเปสจาก S. eriocheiris โดยสังเกตความสามารถของจุลินทรีย์นี้ในการบุกรุกและอยู่รอดภายในเซลล์ 3T6 ของหนู และแสดงให้เห็นผ่านการทำให้เป็นกลางด้วยแอนติบอดีว่าเอนไซม์นี้มีส่วนช่วยเพิ่มความรุนแรงของการติดเชื้อในช่วงเริ่มต้น [15]. โดยรวมแล้ว การศึกษาเหล่านี้ได้ยืนยันว่าเซลล์ 3T6-Swiss albino เป็นแบบจำลองสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่สามารถทำซ้ำได้สำหรับการวิจัยการติดเชื้อ Spiroplasma

การประเมินวัสดุชีวภาพและการประยุกต์ใช้ในไบโอเซนเซอร์

การเจริญเติบโตที่แข็งแรงและลักษณะของเซลล์ไฟโบรบลาสต์ในเซลล์ 3T6-Swiss albino ทำให้เซลล์เหล่านี้เป็นแบบจำลองที่มีประโยชน์สำหรับการประเมินความเข้ากันได้ทางชีวภาพของวัสดุชีวภาพชนิดใหม่ Rathinavel และเพื่อนร่วมงานได้ประเมินโครงร่างนาโนคอมโพสิตที่ผลิตด้วยวิธีอิเล็กโทรสปิน ซึ่งประกอบด้วยซิลิกาเมโซพอร์รัส (SBA-15), โพลีแคปโรแลคโตน และเคอร์คูมิน สำหรับการประยุกต์ใช้ในการรักษาแผล [16] การเคลื่อนที่ การเพิ่มจำนวน และความเข้ากันได้ทางชีวภาพของเซลล์ 3T6-Swiss albino ได้รับการประเมินโดยใช้การทดสอบการยึดเกาะของเซลล์และการทดสอบเซลล์มีชีวิต/ตาย ซึ่งเสริมการทดสอบฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียและแบบจำลองแผลในหนูทดลอง การศึกษานี้เน้นย้ำถึงประโยชน์ทางปฏิบัติของเซลล์ 3T6-Swiss albino ในฐานะแพลตฟอร์มการคัดกรองวัสดุชีวภาพที่มีศักยภาพสำหรับการรักษาแผล

นอกจากการทดสอบวัสดุแล้ว เซลล์ 3T6-Swiss albino ยังถูกนำมาใช้ในการวิจัยไบโอเซนเซอร์แบบเซลล์ Nicolini และเพื่อนร่วมงานได้ใช้ไบโอเซนเซอร์แบบโพเทนชิโอเมตริกสลับ (PAB) ที่ทำจากซิลิคอน — ซึ่งเป็นระบบแปลงสัญญาณที่ควบคุมด้วยแสงและไวต่อค่า pH — เพื่อติดตามอัตราการเพิ่มความเป็นกรดของสารนอกเซลล์แบบเรียลไทม์ เพื่อใช้เป็นข้อมูลบ่งชี้ความเป็นพิษของยา [17]. ควบคู่กับเซลล์ตับปฐมภูมิของหนูและเซลล์มะเร็งตับ HepG2 ที่ได้รับการรักษาด้วยมิโทแซนทรอน ผู้วิจัยได้บันทึกการเปลี่ยนแปลงในอัตราการเป็นกรดของเซลล์ไฟโบรบลาสต์ 3T6 ของหนู หลังจากได้รับการรักษาด้วยไซทาราบิน (Ara-C) ซึ่งเป็นสารต้านเมแทบอลิซึมของ DNA และเปรียบเทียบผลการอ่านค่าจากเซ็นเซอร์กับวิธีการตรวจแบบดั้งเดิม เช่น การใช้กล้องจุลทรรศน์แบบออปติคัล การทดสอบด้วยสีนิวทรัลเรด (Neutral Red) และสีทริปานบลู (Trypan Blue) สายเซลล์นี้เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการทดลองเหล่านี้ เนื่องจากมีกิจกรรมเมแทบอลิซึมที่คาดการณ์ได้และสามารถเพาะเลี้ยงได้ง่ายบนวัสดุรองรับของเซ็นเซอร์ โดยรวมแล้ว การประยุกต์ใช้เหล่านี้แสดงให้เห็นว่าเซลล์ 3T6-Swiss albino มีบทบาทสำคัญในงานวิจัยเชิงแปลที่เชื่อมโยงระหว่างชีววิทยาเซลล์และวิทยาศาสตร์วัสดุ

สรุป

เซลล์ 3T6-Swiss albino (CVCL_0601) เป็นสายเซลล์ไฟโบรบลาสต์ของหนูที่มีความหลากหลายอย่างน่าทึ่งและมีความสำคัญทางประวัติศาสตร์ สายเซลล์นี้ถูกสร้างขึ้นครั้งแรกจากตัวอ่อนหนูสวิสโดย Todaro และ Green ในปี 1963 ภายใต้ขั้นตอนการถ่ายย้ายแบบสามวัน ด้วยความหนาแน่น 6 × 10⁵ เซลล์ต่อแผ่น และได้สะสมงานวิจัยอย่างกว้างขวางในหลายสาขา ได้แก่ ไวรัสวิทยา การซ่อมแซม DNA ชีววิทยาของวงจรเซลล์ การเปลี่ยนแปลงเป็นเซลล์กล้ามเนื้อ การส่งสัญญาณของตัวรับ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างโฮสต์กับเชื้อโรค และการประเมินวัสดุชีวภาพ เวลาเพิ่มจำนวนเซลล์ที่รวดเร็ว ความไวต่อการติดเชื้อไวรัสที่ก่อให้เกิดผลผลิต และการตอบสนองต่อปัจจัยการเจริญเติบโตและสารกระตุ้นการแบ่งเซลล์ ทำให้สายพันธุ์นี้กลายเป็นระบบแบบจำลองที่จัดการได้ง่ายและมีความยืดหยุ่นในการทดลอง ไม่ว่าวัตถุประสงค์จะเป็นการศึกษาการถอดรหัสของไวรัสโพลีโอมาไวรัส การวิจัยการซ่อมแซมการแตกของสายดีเอ็นเอที่เกิดจากรังสีซึ่งถูกควบคุมโดย EGF การประเมินความเข้ากันได้ทางชีวภาพของโครงร่างรักษาแผลแบบใหม่ หรือการประเมินกลไกการก่อโรคของแบคทีเรียภายในเซลล์ เซลล์ 3T6-Swiss albino ก็เป็นแพลตฟอร์มการทดลองที่ได้รับการตรวจสอบอย่างดีและสามารถทำซ้ำได้ นักวิจัยที่ต้องการนำสายเซลล์นี้ไปใช้ในโครงการวิจัยของตนสามารถศึกษาข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์อย่างละเอียด หรือสั่งซื้อเซลล์ 3T6-Swiss albino ได้โดยตรงที่ cytion.com

บทความสำคัญ

1. Todaro GJ, Green H (1963) การศึกษาเชิงปริมาณเกี่ยวกับการเจริญเติบโตของเซลล์ตัวอ่อนหนูในวัฒนธรรมและการพัฒนาเป็นสายเซลล์ที่มั่นคง. The Journal of Cell Biology. PMID: 13985244
2. Lung O, Candlish R, Nebroski M, et al. (2021) การจัดลำดับพันธุกรรมแบบผ่านปริมาณสูงเพื่อยืนยันชนิดและตรวจหาการปนเปื้อนของสายเซลล์ 63 สาย Scientific Reports. PMID: 34737324
3. Hyde-DeRuyscher R, Carmichael GG (1988) การเปลี่ยนจากระยะต้นสู่ระยะปลายของไวรัสโพลีโอมาไม่ถูกควบคุมในระดับการเริ่มต้นการถอดรหัส และเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงในการประมวลผล RNA. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. PMID: 2848251
4. Rhee E, Carmichael GG (1989) ประสิทธิภาพการแปลรหัสของโมเลกุล mRNA ช่วงปลายของไวรัสโพลีโอมาไวรัส ซึ่งมีความแตกต่างในลำดับของเอ็กซอนผู้นำช่วงปลายที่ไม่เข้ารหัส 5' Journal of Virology. PMID: 2535746
5. Chang D, Haynes JI 2nd, Brady JN, Consigli RA (1992) การระบุลำดับการกำหนดตำแหน่งในนิวเคลียสของโปรตีนแคปซิด VP2 ของไวรัสโพลีโอมาไวรัส. Virology. PMID: 1333132
6. Bildin VN, Seregina TB, Zhestyanikov VD (1990) ผลของปัจจัยการเจริญเติบโตของผิวหนัง (EGF) และอินซูลินต่อพลวัตการซ่อมแซมความเสียหายของ DNA ที่เกิดจากรังสี. Acta Biologica Hungarica. PMID: 2094129
7. Bil'din VN, Seregina TB, Zhestianikov VD (1992) การควบคุมกระบวนการซ่อมแซม DNA ในเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม. IV. บทบาทของ DNA polymerases ในการควบคุมของปัจจัยการเจริญเติบโตของผิวหนัง (EGF) ต่อกระบวนการซ่อมแซมการแตกของ DNA สายเดียวที่เกิดจากรังสีไอออไนซ์ในเซลล์หนู Swiss 3T6. Tsitologiia (ภาษารัสเซีย; บทคัดย่อภาษาอังกฤษ). PMID: 1295156
8. Tatibana M, Ishijima S, Kita K, et al. (1989) การกระตุ้นการแบ่งเซลล์ในระยะเริ่มต้นของกระแสเมแทบอลิซึมผ่านฟอสโฟไรโบซิลไพโรฟอสเฟตเข้าสู่สารนิวคลีโอไทด์ในเซลล์ Swiss 3T3 และความจำเป็นของแมกนีเซียมจากภายนอกสำหรับการตอบสนอง Advances in Enzyme Regulation. PMID: 2483026
9. Kleuser B, Adam G (1985) ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณ rRNA ในเซลล์กับการควบคุมวงจรเซลล์ของสายเซลล์หนูปกติและสายเซลล์หนูที่ถูกแปลงสภาพ. Cell Biology International Reports. PMID: 3905022
10. Thayer MJ, Tapscott SJ, Davis RL, Wright WE, Lassar AB, Weintraub H (1989) การควบคุมตัวเองแบบบวกของยีน MyoD1 ที่กำหนดการสร้างกล้ามเนื้อ Cell PMID: 2546677
11. Chin SS, Liem RK (1989) การแสดงออกของโปรตีนนิวโรฟิลามีน NF-L และ NF-M ของหนูในเซลล์ที่ไม่ใช่เซลล์ประสาทที่ได้รับการทรานส์เฟกต์ European Journal of Cell Biology. PMID: 2516804
12. Gonzalez FA, Bonapace E, Belzer I, Friedberg I, Heppel LA (1989) สามารถแยกแยะตัวรับ ATP สองชนิดที่แตกต่างกันในเซลล์ไฟโบรบลาสต์ Swiss 3T6 ของหนูได้ โดยพิจารณาจากกระบวนการลดความไวต่อ ATP Biochemical and Biophysical Research Communications. PMID: 2818584
13. Hou L, Gu W, Zhu H, et al. (2017) Spiroplasma eriocheiris กระตุ้นการตายแบบอะพอพโทซิสของเซลล์ 3T6-Swiss albino ของหนู ซึ่งเกี่ยวข้องกับกลไกการติดเชื้อ Molecular Immunology. PMID: 28889064
14. Hou L, Liu Y, Gao Q, et al. (2017) โปรตีนคล้ายอะเดสซิน (ALP) ของ Spiroplasma eriocheiris มีปฏิสัมพันธ์กับโปรตีนที่มีโดเมนของปัจจัยการเจริญเติบโตของผิวหนัง (EGF) เพื่อส่งเสริมการติดเชื้อ. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. PMID: 28184355
15. Zhu H, Liu P, Du J, et al. (2017) การระบุโปรตีนไลโซฟอสโฟลิเปสจาก Spiroplasma eriocheiris และการตรวจสอบหน้าที่ของมัน. Microbiology (Reading). PMID: 27926815
16. Rathinavel S, Korrapati PS, Kalaiselvi P, Dharmalingam S (2021) เส้นใยนาโน PCL/Curcumin ที่ผสมซิลิกาเมโซพอร์ส สำหรับการรักษาแผล European Journal of Pharmaceutical Sciences. PMID: 34571179
17. Nicolini C, Lanzi M, Accossato P, et al. (1995) ไบโอเซนเซอร์บนพื้นฐานซิลิคอนสำหรับการทดสอบความเป็นพิษแบบเรียลไทม์ในเซลล์ตับปกติเทียบกับเซลล์ตับมะเร็ง. Biosensors and Bioelectronics. PMID: 7576440