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NIH-3T3-Zellen: Fortschreitende Fibroblastenstudien und Anwendungen von NIH-3T3

Die NIH-3T3-Zelllinie, die 1962 von Howard Green und George Todaro an der New York University School of Medicine aus dem Gewebe eines 17 Tage alten Swiss Albino-Mausembryos hergestellt wurde, ist zu einer grundlegenden Ressource in der biomedizinischen Forschung geworden. Die NIH-3T3-Zellen, die für ihre hohe Empfänglichkeit für die Bildung von Leukämie- und Sarkomvirusherden bekannt sind, dienen als wichtiges Instrument für eine Vielzahl wissenschaftlicher Untersuchungen, darunter Studien zur viralen Onkologie, zur Analyse der Genexpression und zur Erforschung der zellulären Wachstumsdynamik. Die Nomenklatur "3T3" spiegelt die Zellkulturmethode wider und bezeichnet ein "3-Tage-Transfer"-Intervall mit einer anfänglichen Aussaatdichte von 3 × 10^5 Zellen, wodurch die standardisierten Bedingungen hervorgehoben werden, unter denen diese Zellen zuerst kultiviert und erweitert wurden.

Vielfältige Morphologien und Anwendungen von NIH-3T3-Zellen

Eines der charakteristischen Merkmale von NIH-3T3-Zellen ist ihre morphologische Anpassungsfähigkeit, die je nach Konfluenzgrad der Kultur stark variiert. Bei niedrigeren Dichten weisen diese Fibroblasten eine spindelförmige, solitäre Zellstruktur auf, die sich bei Erreichen der Konfluenz zu dichten, wirbelnden Mustern entwickelt. Mit einem durchschnittlichen Durchmesser von etwa 18 μm sind NIH-3T3-Zellen ein vielseitiges Modell für eingehende zellbiologische Studien, die von Gewebereparaturmechanismen bis hin zu den komplizierten Wegen der Zellzyklusregulierung reichen.

NIH-3T3-Zellen bei hoher und niedriger Konfluenz.

Informationen kultivieren

  • Wichtige Details zur Kultivierung:

    • Populationsverdopplung: Ungefähr 20 Stunden.

    • Wachstumstyp: Adhärente Kulturen.

    • Aussaat-Dichte: Empfohlen: 3 bis 4 x 10^4 Zellen/cm^2.

    • Wachstumsmedium: DMEM oder Ham's F12, ergänzt mit 5% FBS und 2,5 mM L-Glutamin.

    • Wachstumsbedingungen: Bei 37 °C in einem befeuchteten Inkubator mit 5 % CO2 aufrechterhalten.

    • Lagerung: Bei Temperaturen unter -195 °C in der Dampfphase von flüssigem Stickstoff aufbewahren.

    • Einfriermethode: CM-1- oder CM-ACF-Medium verwenden; langsames Einfrieren (1 °C Temperaturabfall).

    • Auftauprotokoll: Schnelles Erwärmen im Wasserbad bei 37 °C, gefolgt von Zentrifugation zur Entfernung des Gefriermediums und anschließender Resuspension in Wachstumsmedium.

    • Biologische Schutzstufe: Die Kultivierung erfordert eine Einstellung der Biologischen Schutzstufe 1.

Schweizer Albino-Maus in einem Labor.

Vor- und Nachteile der Verwendung von NIH 3T3-Zellen

Vorteile

  • Transfektionseffizienz: NIH-3T3-Zellen sind für ihre hohen Transfektionsraten bekannt und eignen sich hervorragend für transiente und stabile Genexpressionsstudien, wobei sie eine Vielzahl von Transfektionstechniken unterstützen.

  • Verwendung als Feederschicht: Diese Zellen dienen häufig als unterstützende Feederschicht für Co-Kulturen mit Zellen wie Keratinozyten und Stammzellen, da sie Wachstumsfaktoren freisetzen, die das Wachstum der co-kultivierten Zellen fördern.

  • Stammzellenforschung: NIH-3T3-Zellen werden in der Stammzellforschung bevorzugt eingesetzt, da sie ohne genetische Veränderung Pluripotenz induzieren und ein günstiges Umfeld für die Stammzelldifferenzierung bieten.

  • Stabilität der Kultur: NIH-3T3-Zellen sind für ihre Stabilität und die geringe Häufigkeit spontaner Transformationen bekannt. Unter bestimmten Bedingungen oder nach Exposition gegenüber bestimmten Onkogenen oder Mutagenen können NIH-3T3-Zellen jedoch eine spontane Transformation durchlaufen. Diese Transformation kann zum Erwerb von Krebseigenschaften wie unkontrolliertem Wachstum, Verlust der Kontakthemmung und der Fähigkeit zur Tumorbildung führen, wenn sie in anfällige Wirte injiziert werden.

Nachteile

  • Inkonsistente Zellgröße: Die längliche, spindelförmige Morphologie der NIH-3T3-Zellen kann variieren, was die Bildanalyse in Assays erschwert.

  • Anfälligkeit für Infektionen: Diese Zellen sind anfällig für Bakterien- und Mykoplasmeninfektionen, wenn sie nicht unter strengen aseptischen Bedingungen gehalten werden, was die experimentelle Integrität beeinträchtigen kann.

Forschungsanwendungen von NIH-3T3-Zellen

  • DNA-Transfektionsstudien: Die Robustheit der NIH-3T3-Zellen macht sie ideal für die Einführung und Untersuchung der Funktion verschiedener Gene, wie sie in der Forschung zur Untersuchung von Proteinen wie NAB2-STAT6 und ihrer Rolle in zellulären Prozessen gezeigt wurde.

  • Zell-basierte Assays: Ihre Zuverlässigkeit erstreckt sich auf verschiedene Assays, einschließlich Lebensfähigkeit, Apoptose und Fokusbildung, die Einblicke in zelluläre Reaktionen unter verschiedenen experimentellen Bedingungen bieten.

  • Zellzyklus-Forschung: Die einfache Manipulation des Zellzyklus über den Serumspiegel macht die Zelllinie zu einem wirkungsvollen Modell für die Untersuchung der Zellzyklusregulation und ihrer Abweichungen im Zusammenhang mit Krankheiten.

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Hervorhebung wichtiger Studien, an denen die Fibroblasten-Zelllinie NIH 3T3 beteiligt war

Die NIH-3T3-Zelllinie hat bei zahlreichen Forschungsprojekten in verschiedenen Bereichen der Zellbiologie eine zentrale Rolle gespielt. Nachfolgend sind einige wichtige Studien aufgeführt, bei denen diese Zellen verwendet wurden:

Wichtige Ressourcen für die Forschung mit NIH-3T3-Zellen

Für Forscher, die mit NIH-3T3-Zellen arbeiten möchten, stehen eine Reihe von Ressourcen zur Verfügung, die bei der Kultivierung und den Versuchsprotokollen helfen:

  • Sphäroid-Bildung in NIH-3T3-Zellen: Dieses Video bietet einen detaillierten Überblick über die Bildung von Sphäroiden, einer 3D-Zellkulturtechnik, bei der NIH-3T3-Zellen zu Clustern aggregiert werden, die ein physiologisch relevanteres Modell für Studien darstellen
  • Überwachung des Wachstums von NIH-3T3-Zellen: Dieses Video zeigt die Wachstumsdynamik von NIH-3T3-Zellen über einen Zeitraum von 65 Stunden mit Hilfe des JuLI Br Live Cell Imaging Systems und zeigt so die Zellvermehrung in Echtzeit

Diese Ressourcen sollen Ihre Forschungsbemühungen mit NIH-3T3-Zellen unterstützen und eine Grundlage für erfolgreiche Experimente und Entdeckungen bieten.

Häufig gestellte Fragen zu NIH-3T3-Zellen

3T3-Mauszellen sind eine Fibroblasten-Zelllinie, die aus embryonalem Mausgewebe, insbesondere aus NIH-Swiss-Mouse-Embryonen, gewonnen wird. Sie werden in der biologischen Forschung ausgiebig zur Untersuchung des Zellverhaltens wie Teilung, Migration und Transformation verwendet
NIH3T3-Zellen werden in der biologischen und medizinischen Forschung in großem Umfang zu verschiedenen Zwecken eingesetzt, u. a. zur Untersuchung des Zellverhaltens (z. B. Wachstum, Teilung und Differenzierung), zum Verständnis der Krebsbiologie und der Mechanismen der Zelltransformation, zur Untersuchung der Genexpression und -regulation sowie zur Entdeckung und Entwicklung von Arzneimitteln. Da sie sich leicht kultivieren und transfizieren lassen, sind sie auch ideal für die Untersuchung der Auswirkungen von Genüberexpression oder -stilllegung
Das "3T3" in NIH3T3 steht für "3-day transfer, inoculum 3 × 10^5 cells" Diese Nomenklatur bezieht sich auf das ursprüngliche Kulturprotokoll, das für diese Zellen entwickelt wurde und bei dem die Zellen alle drei Tage mit einer bestimmten Inokulumdichte transferiert werden, um optimale Wachstumsbedingungen aufrechtzuerhalten und eine Kontakthemmung zu verhindern
3T3-Zellen, einschließlich NIH3T3, sind nicht von Natur aus krebsartig. Sie sind immortalisierte Fibroblastenzellen, die aus Mausembryonen gewonnen werden. Sie können sich jedoch in einen krebsartigen Zustand verwandeln, wenn sie bestimmten Onkogenen ausgesetzt werden oder unter bestimmten experimentellen Bedingungen, was sie für die Untersuchung der Krebsbiologie und Tumorigenese nützlich macht
Durch Techniken wie die NIH3T3-Transfektion können Forscher die NIH 3T3-Zelllinie manipulieren, um bestimmte molekulare Wege zu untersuchen, die am Zellwachstum, der Differenzierung und an Krankheitsprozessen wie Krebs beteiligt sind
NIH 3T3-Zellen dienen als Modell zur Untersuchung verschiedener Fibroblasten-Subtypen, einschließlich Myofibroblasten, indem sie ein System zur Beobachtung der Merkmale der Zelldifferenzierung und der Rolle der zellulären Zusammensetzung bei der Gewebereparatur und Fibrose bieten
Ja, NIH 3T3-Zellen sind immortalisiert. Sie wurden von embryonalen Fibroblastenzellen der Maus abgeleitet und haben die Fähigkeit erworben, sich in vitro unbegrenzt zu vermehren, was sie zu einem wertvollen Instrument für biologische Langzeitstudien macht
Die Wachstumsrate von NIH3T3-Zellen kann je nach den Kulturbedingungen variieren, aber unter optimalen Bedingungen beträgt die Verdopplungszeit in der Regel etwa 18 bis 24 Stunden. Das bedeutet, dass sich die Populationsgröße der NIH3T3-Zellen in etwa einem Tag verdoppeln kann, wodurch sie sich für Experimente eignen, die eine schnelle Zellvermehrung erfordern
Die NIH3T3-Zelllinie wurde in den frühen 1960er Jahren aus embryonalen Fibroblastenzellen der Maus hergestellt. Sie wurden aus dem Gewebe von 17 bis 19 Tage alten Embryonen von NIH Swiss Mäusen gewonnen. Diese Zelllinie wurde entwickelt, um ein einheitliches und reproduzierbares Zellmodell für die wissenschaftliche Forschung bereitzustellen
Sowohl die 3T3- als auch die 3T3-L1-Zellen stammen von embryonalen Fibroblastenzellen der Maus ab, doch der entscheidende Unterschied liegt in ihrer Spezialisierung und Anwendung. NIH3T3-Zellen werden in der Zellbiologie und in der Onkologieforschung breit eingesetzt. Im Gegensatz dazu sind 3T3-L1-Zellen eine Sublinie von 3T3-Zellen, die speziell auf ihre Fähigkeit selektiert wurden, sich unter den richtigen Bedingungen in Adipozyten (Fettzellen) zu differenzieren. Dies macht 3T3-L1-Zellen besonders wertvoll für Studien im Zusammenhang mit Adipogenese, Stoffwechsel und Fettleibigkeit

Quellenangaben

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