HK-2 細胞——運用 HK-2 細胞探討腎臟功能與病理：腎臟研究中的應用

HK-2 是一種常應用於毒理學研究的人類腎上皮細胞永生化細胞系。研究人員透過此細胞系評估環境毒素對腎臟細胞的影響。此外，他們亦運用 HK-2 細胞來探究腎臟疾病及其潛在機制。

HK-2 細胞：來源與一般特性

要正確處理、維護及使用細胞系，了解其來源與一般特性至關重要。本文此部分將探討以下內容：所謂「人類腎臟 2 號細胞」（Human Kidney 2）中的 HK-2 細胞是什麼？HK-2 的作用為何？HK-2 細胞是什麼？HK-2 細胞系的來源為何？ HK-2 細胞的大小與形態為何？

• 人類腎臟 2 型（HK-2）細胞是一種源自歐洲成年人正常腎臟組織的近端腎小管細胞。 HK-2細胞系是透過將包含人類乳頭瘤病毒16型（HPV-16）E6/E7基因的重組逆轉錄病毒轉染至腎臟細胞而建立的。此實驗促使細胞永生化，並建立了可持續增殖的HK-2腎上皮細胞系。
• HK-2 細胞呈現上皮細胞形態。
• HK-2 細胞的直徑範圍為 17.4 至 18.6 µm，平均直徑為 18.2 µm [1]。

顯微鏡下的人體健康腎臟細胞。

HK-2 細胞系：培養資訊

在開始操作人類腎臟 2 細胞系之前，了解其培養資訊將對您大有幫助。本文此節將說明 HK-2 細胞培養的關鍵資訊。您將了解：HK-2 細胞是否為貼壁細胞？HK-2 細胞的倍增時間為何？培養 HK-2 細胞使用何種培養基？

HK-2 細胞培養要點

細胞倍增時間：

HK-2 細胞的倍增時間介於 47.3 小時至 61.7 小時之間。 

貼壁型或懸浮型：

HK-2 腎上皮細胞系屬於貼壁型。

傳代比例：

HK-2 細胞的傳代比例為 1:2 至 1:4。將貼壁的 HK-2 細胞以 1×PBS 洗滌後，加入 Accutase 溶液，並於室溫下孵育 8 至 10 分鐘。 向解離後的細胞中加入培養基並進行離心。收集的細胞需仔細重懸，並倒入新的培養瓶中進行培養。

生長培養基：

含有 10% 胎牛血清、0.05 mg/ml 牛腦下垂體萃取物 (BPE) 及 5 ng/ml 表皮生長因子 (EGF) 的角質形成細胞系培養基，是 HK-2 細胞的理想培養基。培養基應每週更換 2 至 3 次。

生長條件：

人腎細胞2（HK-2）細胞株培養應置於37°C、5% CO₂的加濕培養箱中。

儲存：

冷凍細胞應儲存於液態氮的氣相中，或於超低溫冷凍櫃中於 -150 °C 以下的溫度下保存。

冷凍流程與培養基：

CM-1 或 CM-ACF 冷凍培養基是 HK-2 細胞冷凍的理想選擇。簡而言之，採用緩慢冷凍法，使溫度每分鐘僅下降 1 攝氏度，以保護細胞免受任何冷衝擊。

解凍程序：

冷凍細胞需置於設定為 37 攝氏度的水浴中進行解凍。將新鮮培養基加入這些細胞中並重新懸浮。隨後，將細胞分裝至裝有生長培養基的新燒瓶中。24 小時後更換培養基，以去除冷凍培養基的成分。

生物安全等級：

HK-2 細胞培養在生物安全等級 1 的實驗室中進行。

 

以 10 倍及 20 倍放大倍率觀察生長於胰島中的 HK-2 細胞。

HK-2 細胞的優點與限制

HK-2 是一種廣泛應用的人類近端小管上皮細胞系。與其他細胞系一樣，它也具備某些優點與限制。本節將探討人類腎臟 2 細胞系的一些關鍵優點與缺點。

優點

HK-2 細胞系的主要優點包括：

特性闡明詳盡

HK-2 細胞系在形態、大小及基因組方面均已進行廣泛的特性分析。針對這些正常腎臟細胞，已進行了大量研究。

永生化

HK-2 是一種具有延長壽命的連續細胞系，可經過多次傳代培養。此特性確保實驗室實驗能持續獲得細胞供應。

近端小管上皮細胞特徵

HK-2 細胞展現出人類腎臟近端小管細胞（PTCs）特有的高度分化表型。此獨特特徵使 HK-2 細胞成為研究腎臟生理學、細胞過程以及對各種刺激反應的寶貴體外模型。

 

限制

以下是 HK-2 細胞系的一些限制：

體外模型

HK-2 作為正常腎臟細胞的體外模型，特別展現出近端小管上皮細胞的特徵。然而，它可能無法完全重現人體腎臟組織的複雜性，以及體內存在的微環境。

 

HK-2 細胞系在研究中的應用

HK-2 細胞系在毒理學研究中具有廣泛的應用。本文將探討此人類近端小管細胞系在研究領域中若干具體且重要的應用。

• 腎臟生理學：HK-2 細胞常被用於研究正常的腎臟生理學與功能。研究人員利用這些近端小管上皮細胞，探究離子通道、轉運過程，以及調節腎臟穩態的其他細胞機制。 例如，研究人員曾探討瞬態受體電位通道 6（TRPC6）在新型木脂素 (+)-Conocarpan（CNCP）誘導 HK-2 腎上皮細胞凋亡過程中的作用 [2]。
• 腎臟疾病：人類腎臟 2 細胞系被用於研究各種腎臟疾病，例如急性腎損傷和糖尿病腎病變，以及其背後的細胞和分子機制。例如，有研究發現克洛托（Klotho）蛋白的甲基化水平與腎臟損傷有關。 降低 Klotho 基因啟動子的甲基化程度，可增強其表達，並緩解糖尿病 db/db 小鼠模型及經高葡萄糖處理的 HK-2 細胞中所誘發的腎臟損傷 [3]。
• 毒理學研究：HK-2 細胞是評估各種藥物、化學物質及環境污染物潛在影響的絕佳研究工具。 這些研究有助於研究人員評估藥物對腎細胞的安全性及副作用。例如，2022年發表的一項研究評估了天然草藥「金絲蓮」（Polygonatum kingianum，簡稱PK）多醣及水提取物對HK-2細胞中鈾誘導性腎毒性的潛在影響。 研究發現，PK 具有保護作用，並能預防腎細胞遭受鈾中毒 [4]。

5. HK-2 細胞：研究論文

以下是一些以 HK-2 腎上皮細胞為主題的精彩研究論文。

CircHIPK3 透過調控 miR-326/miR-487a-3p/SIRT1，減輕高血糖對人類腎小管上皮 HK-2 細胞的毒性

這項發表於《糖尿病、代謝症候群與肥胖》（Diabetes, Metabolic Syndrome, and Obesity，2022年）的研究提出，環狀RNA HIPK3能減輕高血糖毒性對HK-2細胞增殖造成的抑制作用。 此外，它還能透過調控 miR-326/miR-487a-3p/SIRT1 級聯反應來抑制細胞死亡。

金奈米粒子在 HK-2 腎近端小管細胞與 786-0 癌細胞中的差異性毒性機制

這篇發表於《Nanomedicine》（2020年）的研究論文，評估了金奈米粒子（AuNPs）在786-0癌細胞與HK-2近端小管上皮細胞中的不同毒性機制。

透過抑制miRNA-320c可緩解高葡萄糖在HK-2細胞中誘導的毒性

這篇論文發表於《腎衰竭》（2022年）。研究結果指出，微RNA-320c 能透過靶向 PTEN 並抑制 PI3K/AKT 訊號傳導，從而減輕高血糖對腎細胞（HK-2）所引起的毒性。

間質幹細胞來源的外泌體可減輕 HK-2 細胞的上皮-間質轉化

這項發表於《組織工程 A 卷》（2022）的研究提出，源自間質幹細胞的外泌體可防止 HK-2 腎細胞發生上皮-間質轉化。

長鏈非編碼RNA TapSAKI 促進 HK-2 細胞的發炎損傷及尿源性敗血症所誘發的腎損傷

《藥學與藥理學期刊》（2019年）的一篇論文指出，長鏈非編碼RNA TapSAKI 透過調控 microRNA-22/PTEN/TLR4/NF-κB 訊號傳導路徑，增強 HK-2 細胞的發炎反應與細胞死亡。

HK-2 細胞系相關資源：操作手冊、影片及其他

HK-2 是一條著名的細胞系。以下提供一些描述 HK-2 細胞培養操作手冊的資源。

• HK-2 細胞培養：此網站蘊含豐富的 HK-2 細胞培養資訊，例如提供 HK-2 細胞培養基配方、傳代操作流程，以及增殖性與冷凍保存培養物的處理與維護流程。
• 細胞傳代：這段影片將協助您學習貼壁細胞系的通用傳代操作流程。

參考文獻

1. Handl, J. 等，反覆傳代對人類近端腎小管 HK-2 細胞對毒性化合物敏感性的影響。《生理學研究》，2020 年，69(4)：第 731 頁。
2. Yang, G. 等，TRPC6 離子通道的活化促進 (+)-康卡帕恩誘導 HK-2 細胞的凋亡。食品與化學毒理學，2019 年，129 期：第 281-290 頁。
3. 楊，X.H.等人，EGCG 透過逆轉糖尿病 db/db 小鼠及 HK-2 細胞中 klotho 基因的過度甲基化，減輕腎臟損傷。《氧化醫學與細胞長壽》，2020。
4. Li, W.等人，金絲蓮多醣及水提取物對鈾誘導的人腎細胞（HK-2）毒性的保護作用。《國際生物大分子期刊》，2022年。202期：第68-79頁。