תאי HK-2 – בחינת תפקוד הכליות והפתולוגיה שלהן באמצעות תאי HK-2 במחקר הכלייתי

HK-2 הוא קו תאים אפיתליאליים של כליה אנושית שהונצחו, הנמצא בשימוש נפוץ במחקר טוקסיקולוגי. חוקרים מעריכים את ההשפעות של רעלים סביבתיים על תאי כליה אלה. בנוסף, הם גם משתמשים בתאי HK-2 כדי לחקור מחלות כליה והמנגנונים העומדים בבסיסן.

תאי HK-2: מקור ומאפיינים כלליים

חשוב מאוד להכיר את מקורו ואת המאפיינים הכלליים של קו תאים על מנת לטפל בו, לתחזק אותו ולהשתמש בו כראוי. חלק זה של המאמר יסקור את הנושאים הבאים: מהן תאי HK-2 בכליה האנושית 2? מה תפקידו של HK2? מהן תאי HK2? מהו מקורו של קו התאים HK-2? מהם גודל התאים HK-2 ומורפולוגייתם?

• תאי כליה אנושית 2 (HK-2) הם סוג של תאי צינור פרוקסימליים שמקורם ברקמת כליה תקינה של מבוגר אירופי. קו התאים HK-2 הוקם על ידי טרנספקציה של תאי כליה עם רטרו-וירוס רקומביננטי המכיל את הגנים E6/E7 של נגיף הפפילומה האנושי 16. ניסוי זה גרם להנצחה ולהקמה של קו תאי אפיתל כליה HK-2 הצומח ברציפות.
• תאי HK-2 מציגים מורפולוגיה אפיתלית.
• גודל תאי HK-2 נע בין 17.4 ל-18.6 מיקרומטר בקוטר. הקוטר הממוצע הוא 18.2 מיקרומטר [1].

תאי כליה אנושיים בריאים תחת המיקרוסקופ.

קו תאים HK-2: מידע על גידול

מידע על תרבית קו התאים HK-2 יכול לסייע לכם באופן משמעותי לפני שתתחילו לעבוד איתו. מידע חיוני על תרבית תאי HK-2 מוזכר בסעיף זה של המאמר. תוכלו ללמוד: האם תאי HK-2 הם תאים דבקים? מהו זמן הכפלה של תאי HK-2? איזה מצע משמש לתרבית תאי HK-2?

נקודות מרכזיות לגידול תאי HK-2

זמן הכפלה של האוכלוסייה:

זמן הכפלה של תאי HK-2 נע בין 47.3 שעות ל-61.7 שעות. 

דבקות או בתמיסה:

קו תאי האפיתל הכלייתי HK-2 הוא דבק.

יחס תת-תרבית:

תאי HK-2 עוברים תרבית משנה ביחס של 1:2 עד 1:4. תאי HK-2 דבקים נשטפים ב-1 x PBS ומוחזקים בטמפרטורת החדר למשך 8 עד 10 דקות לאחר הוספת תמיסת Accutase. מוסיפים מצע גידול לתאים המפורקים ומרכזים. התאים שנאספו מושעים בזהירות ומועברים לצלחות חדשות לגידול.

מדיום גידול:

מדיום לקו תאי קרטינוציטים המכיל 10% סרום עגלי, 0.05 מ"ג/מ"ל תמצית יותרת המוח של בקר (BPE) ו-5 נ"ג/מ"ל גורם גדילה אפידרמי (EGF) הוא המדיום האידיאלי לתאי HK-2. יש להחליף את המדיום כל 2 עד 3 ימים בשבוע.

תנאי גידול:

תרבויות קו תאי כליה אנושית 2 נשמרות באינקובטור לח עם אספקת CO2 של 5% בטמפרטורה של 37°C.

אחסון:

תאים קפואים מאוחסנים בשלב האדי של חנקן נוזלי או בטמפרטורה הנמוכה מ-150°C במקפיא בטמפרטורה נמוכה במיוחד.

תהליך הקפאה ומדיום:

מדיום ההקפאה CM-1 או CM-ACF אידיאליים להקפאת תאי HK-2. בקצרה, נבחרת שיטת הקפאה איטית המאפשרת ירידת טמפרטורה של 1 מעלת צלזיוס בלבד בדקה ומגנה על התאים מפני כל זעזוע.

תהליך ההפשרה:

תאים קפואים מופשרים באמבט מים בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס. לתאים אלה מוסיפים מצע תרבית טרי ומערבבים אותם מחדש. לאחר מכן, התאים מועברים לבקבוק חדש המכיל מצע גידול. לאחר 24 שעות מחליפים את המצע כדי להסיר את מרכיבי מצע ההקפאה.

רמת בטיחות ביולוגית:

תרבויות תאי HK-2 נשמרות במעבדות ברמת בטיחות ביולוגית 1.

 

תאי HK-2 הגדלים באיי לבלב בהגדלה של פי 10 ופי 20.

יתרונות ומגבלות של תאי HK-2

HK-2 הוא קו תאים אפיתליאלי של אבובית פרוקסימלית אנושית הנמצא בשימוש נרחב. כמו קווי תאים אחרים, גם לו יש יתרונות ומגבלות. בסעיף זה נדון בכמה מהיתרונות והחסרונות העיקריים של קו התאים Human Kidney 2.

יתרונות

היתרונות העיקריים של קו התאים HK-2 כוללים:

מאופיין היטב

קו התאים HK-2 מאופיין בהרחבה מבחינת המורפולוגיה, הגודל והגנום שלו. מחקרים רבים נערכו על תאי כליה נורמליים אלה.

הנצחה

HK-2 הוא קו תאים רציף בעל תוחלת חיים ממושכת, המאפשר את התרבותו באמצעות מספר מעברים. תכונה זו מבטיחה אספקה רציפה של תאים לניסויים במעבדה.

מאפיינים אפיתליאליים של אבובית פרוקסימלית

תאי HK-2 מציגים פנוטיפ מובחן היטב, האופייני לתאי הצינור הפרוקסימלי (PTC) הנמצאים בכליה האנושית. תכונה ייחודית זו הופכת את תאי HK-2 למודל in vitro בעל ערך רב לחקר הפיזיולוגיה הכלייתית, תהליכים תאיים ותגובות לגירויים שונים.

 

מגבלות

להלן מספר מגבלות של קו התאים HK-2:

מודל במבחנה

HK-2 משמש כמודל במבחנה של תאי כליה נורמליים, ומציג במיוחד מאפיינים של תאי אפיתל של אבובית פרוקסימלית. עם זאת, ייתכן שהוא אינו משחזר במלואו את המורכבות של רקמת הכליה האנושית ואת הסביבה המיקרוסקופית הקיימת in vivo.

 

יישומים של קו התאים HK-2 במחקר

לקו התאים HK-2 יש יישומים רבים במחקר טוקסיקולוגי. כאן, דנו בכמה שימושים מחקריים ספציפיים ומשמעותיים של קו תאים אנושי זה של הצינור הפרוקסימלי.

• פיזיולוגיה של הכליה: תאי HK-2 משמשים בדרך כלל לחקר הפיזיולוגיה והתפקודים הנורמליים של הכליה. חוקרים משתמשים בתאי אפיתל של אבובית פרוקסימלית אלה כדי לחקור תעלות יוניות, תהליכי הובלה ומנגנונים תאיים אחרים המסדירים את ההומאוסטזיס של הכליה. לדוגמה, חוקרים חקרו את תפקידם של תעלות TRPC6 (Transient Receptor Potential Channel 6) במוות תאי המושרה על ידי (+)-Conocarpan (CNCP), נוליגנן, בתאי אפיתל הכליה, HK-2 [2].
• מחלות כליה: קו התאים Human Kidney 2 משמש לחקר מחלות כליה שונות, כגון פגיעה כלייתית חריפה ונפרופתיה סוכרתית, והמנגנונים התאיים והמולקולריים העומדים בבסיסן. לדוגמה, מחקר מצא כי רמות המתילציה של חלבון הקלוטו קשורות לנזק כלייתי. הפחתת המתילציה של מקדם הגן Klotho יכולה לשפר את ביטויו ולהקל על נזק כלייתי המושרה במודלים של עכברי db/db סוכרתיים ובתאי HK-2 שטופלו ברמות גלוקוז גבוהות [3].
• מחקרי טוקסיקולוגיה: תאי HK-2 מהווים כלי מחקר מצוין להערכת ההשפעות הפוטנציאליות של תרופות, כימיקלים ומזהמי סביבה שונים. המחקרים עשויים לסייע לחוקרים להעריך את בטיחות התרופות ואת תופעות הלוואי על תאי הכליה. לדוגמה, מחקר שפורסם בשנת 2022 העריך את ההשפעות הפוטנציאליות של פוליסכרידים ותמצית מימית של צמח מרפא טבעי בשם Polygonatumkingianum (PK) על נפרוטוקסיות הנגרמת על ידי אורניום בתאי HK-2. הם מצאו כי PK מפעיל השפעות מגנות ומונע הרעלת אורניום בתאי כליה [4].

5. תאי HK-2: פרסומים מחקריים

להלן מספר פרסומים מחקריים מעניינים העוסקים בתאי האפיתל הכלייתיים HK-2.

CircHIPK3 מקל על הרעילות של רמות גלוקוז גבוהות לתאי אפיתל צינוריים בכליות אנושיות מסוג HK-2 באמצעות ויסות של miR-326/miR-487a-3p/SIRT1

מחקר זה, שפורסם בכתב העת Diabetes, Metabolic Syndrome, and Obesity (2022), הציע כי RNA מעגלי HIPK3 יכול להפחית את עיכוב התרבות תאי HK-2 הנגרם על ידי רעילות הגלוקוז הגבוהה. בנוסף, הוא יכול לעכב מוות תאי על ידי ויסות שרשרת miR-326/miR-487a-3p/SIRT1.

מנגנון רעילות דיפרנציאלי של חלקיקי זהב ננומטריים בתאי הצינור הפרוקסימלי של הכליה HK-2 ובתאי קרצינומה 786-0

פרסום מחקר זה ב-Nanomedicine (2020) העריך מנגנוני רעילות שונים של חלקיקי זהב ננומטריים (AuNPs) בתאי סרטן 786-0 ובתאי אפיתל של אבובית פרוקסימלית HK-2.

ניתן להקל על הרעילות הנגרמת מרמות גלוקוז גבוהות בתאי HK-2 באמצעות עיכוב של miRNA-320c

מאמר זה פורסם בכתב העת Renal Failure (2022). הממצאים מצביעים על כך ש-microRNA-320c יכול להפחית את הרעילות הנגרמת מרמות גלוקוז גבוהות בתאי כליה (HK-2) על ידי מיקוד ב-PTEN ועיכוב מסלול האיתות PI3K/AKT.

אקסוזומים שמקורם בתאי גזע מזנכימליים ממתנים את המעבר האפיתליאלי-מזנכימלי של תאי HK-2

מחקר זה, שפורסם בכתב העת Tissue Engineering Part A (2022), הציע כי אקסוזומים שמקורם בתאי גזע מזנכימליים מונעים את המעבר האפיתליאלי-מזנכימלי של תאי כליה מסוג HK-2.

LncRNA TapSAKI מקדם פגיעה דלקתית בתאי HK-2 ופגיעה כלייתית הנגרמת על ידי אלח דם שמקורו בשתן

מאמר בכתב העת Journal of Pharmacy and Pharmacology (2019) קובע כי lncRNA TapSAKI מחזק את תגובת הדלקת ומוות התאים ב-HK-2 על ידי ויסות מסלול האיתות microRNA-22/PTEN/TLR4/NF-κB.

משאבים עבור קו תאים HK-2: פרוטוקולים, סרטונים ועוד

HK-2 הוא קו תאים מפורסם. להלן מספר משאבים המתארים את פרוטוקול תרבית תאי HK-2.

• תרבית תאי HK-2: אתר זה עשיר במידע על תרבית תאי HK-2. הוא מספק, בין היתר, מתכון למדיום תאי HK-2, פרוטוקול העברה ופרוטוקול לטיפול ולתחזוקה של תרבויות מתרבות ומוקפאות.
• העברת תאים: סרטון זה יסייע לכם ללמוד פרוטוקול כללי לפיצול או העברה של קווי תאים דבקים.

מקורות

1. Handl, J., et al., ההשפעה של העברה חוזרת על הרגישות של תאי HK-2 צינוריים פרוקסימליים אנושיים לתרכובות רעילות. Physiological Research, 2020. 69(4): עמ' 731.
2. Yang, G., et al., הפעלת תעלות TRPC6 תורמת למוות תאי אפופטוטי המושרה על ידי (+)-conocarpan בתאי HK-2. Food and Chemical Toxicology, 2019. 129: עמ' 281-290.
3. Yang, X.H., et al., EGCG ממתן נזק כלייתי באמצעות היפוך היפר-מתילציה של klotho בעכברי db/db סוכרתיים ובתאי HK-2. רפואה חמצונית ואריכות חיים תאית, 2020. 2020.
4. Li, W., et al., השפעות מגנות של פוליסכרידים ותמצית מימית של Polygonatum kingianum על רעילות הנגרמת על ידי אורניום בתאי כליה אנושיים (HK-2). International Journal of Biological Macromolecules, 2022. 202: עמ' 68-79.