U937-Zellen - ein Modell für die Erforschung und den Fortschritt der monozytären Leukämie
Die U937-Zelllinie, ein in der biomedizinischen Forschung weit verbreitetes In-vitro-Modell, stammt von einer pro-monozytären Abstammungslinie ab und bietet wertvolle Einblicke in die zelluläre Dynamik myeloischer Zellen. Dieser Artikel befasst sich mit dem Ursprung, den allgemeinen Merkmalen und den verschiedenen Anwendungen der U937-Zelllinie, die für das Verständnis der molekularen Mechanismen und Signalwege in Immunzellen, insbesondere im Zusammenhang mit der akuten myeloischen Leukämie (AML), von entscheidender Bedeutung ist.
Ursprung und allgemeine Merkmale der U937-Zellen
In diesem Abschnitt werden die Entstehung und die grundlegenden Merkmale der U937-Zelllinie beleuchtet. Sie werden das Wesen der U937-Leukämiezelllinie, ihre zelluläre Identität, ihre Ableitung und die wichtigsten Merkmale, die sie zu einem zentralen Modell in der Forschung machen, kennenlernen.
U937-Zellen, die 1976 von Sundstrom und Nilsson aus dem Pleuraerguss eines 37-jährigen kaukasischen Mannes mit einem generalisierten histiozytären Lymphom gewonnen wurden, stellen einen einzigartigen pro-monozytären Phänotyp dar [1]. Diese Zellen weisen die für Monozyten-Makrophagen-Zelltypen typische Morphologie mit rundlichen Strukturen und einem durchschnittlichen Durchmesser von etwa 14 μm auf und verfügen über Oberflächenmarker wie das menschliche DC-SIGN-Protein, das für ihre Rolle in immunologischen Studien entscheidend ist. Die Fähigkeit der U937-Zelllinie zur Differenzierung in verschiedene Immunzellen - einschließlich Monozyten, Makrophagen und sogar dendritische Zellen - bei Einwirkung bestimmter Stimuli ist von großem Interesse und bietet ein dynamisches System zur Erforschung von Zelldifferenzierungsprozessen.
Das zelluläre Repertoire von U937 umfasst auch die Fähigkeit, Amelogenin zu exprimieren, einen Marker, der häufig im Zusammenhang mit Vorläuferzellen des Blutkreislaufs und der Auswertung abnormaler Chromosomen, insbesondere von Teilen des Chromosoms 16, untersucht wird, was seinen Status als reichhaltige Ressource innerhalb der Krebszelllinien-Enzyklopädie unterstreicht. Durch Techniken wie 3D-Zellkultur und fortschrittliche Bildgebung bieten die U937-Zellen eine nahezu vivo-Situation, die es den Forschern ermöglicht, das Verhalten und die Interaktionen der Zellen in einer physiologisch relevanteren Umgebung zu beobachten.
U937-Zelllinie: Informationen zur Kultivierung
Die Kenntnis der folgenden Schlüsselpunkte für die Kultivierung von U937-Zellen kann Ihnen die Arbeit mit diesen Zellen erleichtern und effizienter gestalten. Sie werden lernen: Was ist die Verdopplungszeit von U937-Zellen? Ist die U937-Zelllinie adhärent oder in Suspension? Was ist ein U937-Medium? Wie kultiviert man U937-Zellen?
Wichtige Punkte für die Kultivierung von U937-Zellen
|
Populationsverdopplungszeit: |
Die durchschnittliche Populationsverdopplungszeit von U937-Zellen beträgt 36 Stunden. Sie kann jedoch auch zwischen 48 und 72 Stunden liegen. |
|
Adhärent oder in Suspension: |
U937-Makrophagen haben eine runde Form und wachsen in Suspensionskulturen. |
|
Aussaat-Dichte: |
für U937-Zellen wird eine Aussaatdichte von 1 x105 Zellen/ml empfohlen. Für suspendierte Zellen ist keine Passage-Lösung erforderlich. Sie werden mit frischem Medium verdünnt und gezählt. Die Zellen werden in der erforderlichen Zelldichte in einen neuen Kolben ausgesät. |
|
Wachstumsmedium: |
Die U937-Zellkultur wird in RPMI 1640-Medium gehalten. Dieses Medium wird für ein optimales Zellwachstum mit 2,0 mM L-Glutamin, 2,0 g/L NaHCO3, 2,0 g/L L-Glucose und 10 % FBS ergänzt. Das Medium wird 1 bis 2 Mal pro Woche ausgetauscht. |
|
Wachstumsbedingungen (Temperatur, CO2): |
U937-Zellkulturen benötigen für ein ideales Wachstum einen befeuchteten 37°C-Inkubator mit einer 5%igen CO2-Zufuhr. |
|
Lagerung: |
U937-Zellen werden in der Dampfphase von flüssigem Stickstoff oder bei einer Temperatur unter -150°C aufbewahrt, um die Lebensfähigkeit der Zellen über einen längeren Zeitraum zu erhalten. |
|
Einfrierverfahren und -medium: |
Zum Einfrieren der menschlichen Makrophagen-Zelllinie U937 wird CM-1 oder CM-ACF-Gefriermedium verwendet. Es wird ein langsames Einfrierverfahren (schrittweises Absenken der Temperatur um 1°C) empfohlen, um die maximale Lebensfähigkeit der Zellen zu erhalten. |
|
Auftauprozess: |
Die gefrorenen Fläschchen werden in einem 37°C warmen Wasserbad aufbewahrt, bis ein kleiner Eisklumpen übrig bleibt. Die Zellen werden mit frischem Medium versetzt und zentrifugiert. Das Medium wird verworfen, das Zellpellet wird resuspendiert und in ein neues Fläschchen gegossen. U937-Zellen erholen sich vergleichsweise schnell vom Einfrieren. |
|
Biologische Schutzstufe: |
Für die Kultivierung von U937-Zellen werden Laborbedingungen der Biologischen Schutzstufe 1 empfohlen. |
Vor- und Nachteile von U937-Zellen
U937-Zellen verfügen über eine einzigartige Mischung aus Vor- und Nachteilen, die sie zu einem idealen Forschungsinstrument machen. Die wichtigsten Vor- und Nachteile der U937-Zellkultur werden im Folgenden erörtert.
Vorteile
Zu den wichtigsten Vorteilen der U937-Zelllinie gehören:
- Höhere Stabilität: Die U937-Zelllinie weist aufgrund ihres histiozytären Ursprungs im Vergleich zu primären Blutleukämiezellen eine hohe Stabilität auf. Außerdem können diese Zellen unbegrenzt kultiviert werden und sind genetisch homogen, was sie zu einem geeigneten Modell für Forschungsstudien macht.
- Differenzierung: U937-Zellen haben die Fähigkeit, sich in andere Immunzellen wie Monozyten, Makrophagen oder dendritische Zellen zu differenzieren, wenn sie einem Stimulus ausgesetzt werden. Dies trägt zum Verständnis der zellulären Mechanismen bei, die an der Entstehung von Immunreaktionen beteiligt sind.
- Einfach zu kultivieren: U937-Zellen sind in Forschungslabors leicht zu kultivieren und zu pflegen. Für die Kultivierung von U937-Zellen sind keine komplizierten Verfahren oder Protokolle zu befolgen.
Nachteile
Im Folgenden werden einige Nachteile der U937-Zelllinie genannt.
- Chromosomenanomalien: Die U937-Zellen weisen Chromosomenanomalien einschließlich Translokationen auf. Dies kann die Versuchsergebnisse und die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse beeinträchtigen.
U937 monozytäre Zelllinie für die immunologische und hämatologische Forschung
Anwendungen der U937-Zelllinie in der Forschung
U937-Zellen, eine histiozytäre Lymphom-Zelllinie, dienen als unschätzbares Modell für verschiedene biologische Forschungsanwendungen. Sie werden besonders für ihre Rolle bei der Untersuchung von myeloischen Zellen geschätzt, insbesondere als Makrophagenmodelle, da sie sich unter bestimmten Bedingungen in makrophagenähnliche Zellen differenzieren können. Die U937-Zelllinie erleichtert die Untersuchung der Makrophagenfunktion, einschließlich der phagozytären Aktivität und der Neurobiologie der Zytokine, die für das Verständnis von Entzündungsreaktionen und der Immunregulation von entscheidender Bedeutung sind. Diese Zelllinie weist auch ähnliche Eigenschaften wie primäre Monozyten auf, was es den Forschern ermöglicht, die Nuancen des Verhaltens von Immunzellen zu untersuchen, ohne die Variabilität, die in primären Zellen vorhanden ist.
- Zytogenetik: Im Bereich der zytogenetischen Charakterisierung sind U937-Zellen von zentraler Bedeutung für die Untersuchung von Chromosom 11 und Teilen von Chromosom 16, insbesondere im Hinblick auf die Erfassung des Zentromers und das Verhalten homologer Chromosomen. Forscher stützen sich auf diese Zellen, um die Reorganisation des Genoms und die Instabilität des Genoms zu untersuchen, die für das Verständnis der Grundlagen der Krebsentstehung, einschließlich des histiozytären Lymphoms, von dem die U937-Zellen abstammen, unerlässlich sind. Die Zelllinie liefert genaue Informationen über den Karyotyp und ist damit ein hervorragendes Instrument zur Untersuchung von Chromosomenanomalien und Chromosomenumlagerungen, insbesondere von Chromosom-20-Umlagerungen.
- Monozyten/Makrophagen Biologie: Die U937-Zelllinie dient als hervorragendes Modell zur Erforschung der Funktionen und der Regulierung von Monozyten und Makrophagen. Dazu gehört die Untersuchung von Aspekten wie Phagozytose, Antigenpräsentation und Zytokinproduktion. In einer Studie aus dem Jahr 2023 wurden U937-Zellen verwendet, um die Auswirkungen von Glycomacropeptid auf die Entzündungsreaktion in menschlichen Makrophagenzellen zu untersuchen. Diese Untersuchung unterstrich die entzündungshemmenden Eigenschaften von Glycomakropeptid und zeigte eine Verringerung der Zytokinwerte in diesen Zellen [2].
- Krebsforschung: In der Onkologie spielen U937-Zellen eine wichtige Rolle bei der Entschlüsselung der zellulären Mechanismen und Signalwege, die Krebs zugrunde liegen. Sie sind auch von zentraler Bedeutung beim Screening von Krebsmedikamenten und bei der Bewertung neuer Krebstherapien. In einer Studie wurde die Zelllinie der myeloischen Leukämie U937 eingesetzt, um die krebshemmende Wirkung von frischem und gedünstetem Grünkohlsaft zu untersuchen. Die Ergebnisse dieser Studie deuten darauf hin, dass der Saft pro-apoptotische Aktivitäten in Krebszellen über einen Caspase-abhängigen Weg fördert [3].
- Toxikologische Studien: U937-Zellen werden auch eingesetzt, um die zytotoxischen Wirkungen von Umweltschadstoffen und verschiedenen Chemikalien zu untersuchen. So wurde in einer Studie unter anderem die U937-Zelllinie verwendet, um die potenziellen zytotoxischen Wirkungen von Polyethylen-Mikroplastik zu untersuchen [4]. Diese und andere Studien unterstreichen die Bedeutung von U937-Zellen in der Toxikologie, da sie ein Modell für das Verständnis der Wechselwirkung von Substanzen mit menschlichen monozytären Zellen und ihrer möglichen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit darstellen.
Mit Hilfe der konfokalen Laser-Scanning-Mikroskopie können Forscher die phagozytische Aktivität von U937-Zellen sichtbar machen und quantifizieren, was die Phänotypisierung ihrer Reaktionen auf verschiedene Stimuli, einschließlich Infektionserregern, erleichtert. Zelllinien-Ontologien und genaue Karyotyp-Informationen verbessern die Präzision solcher Studien weiter.
U937-Zellen: Forschungspublikationen
Im Folgenden finden Sie einige interessante und prominente Forschungsstudien, die sich mit U937-Zellen befassen.
Magnoflorin verstärkt LPS-aktivierte pro-inflammatorische Reaktionen über MyD88-abhängige Signalwege in U937-MakrophagenDiese in Planta Medica (2018) veröffentlichte Studie schlug vor, dass ein wichtiger bioaktiver Metabolit, der aus der Tinospora crispa-Pflanze gewonnen wird, ein hohes Potenzial zur Verstärkung von Immunantworten in U937-Makrophagen hat.
Wirkung von Peganum harmala-Samen-Extrakt auf Stickstoffmonoxid in U937-Monozyten und -MakrophagenDiese Forschungsarbeit wurde im International Journal of Medical Laboratory im Jahr 2020 veröffentlicht. In dieser Studie bewerteten die Forscher die potenziellen Auswirkungen von Peganum harmala-Samenextrakt auf die Stickoxidproduktion in U937-Monozyten und -Makrophagen.
Bewertung der potenziellen Toxizität von Polyethylen-Mikroplastik auf von Menschen stammende ZelllinienDiese in Science of the Total Environment (2022) veröffentlichte Studie untersuchte die potenzielle zytotoxische Wirkung von Umweltschadstoffen, d. h. von Polyethylen-Mikroplastik, auf U937, THP-1 und drei weitere menschliche Zelllinien.
Auswirkungen von Vitex trifolia L. Blattextrakten und Phytokonstituenten auf die Zytokinproduktion in menschlichen U937-MakrophagenDiese Forschungsarbeit wurde 2020 in der Zeitschrift BMC Complementary Medicine and Therapies veröffentlicht. Die Studie untersuchte die Auswirkungen verschiedener Extrakte aus den Blättern der Pflanze Vitex trifolia L. auf die Produktion von Zytokinen in U937-Makrophagen.
Niedrig dosierte ionisierende Strahlung unterdrückt den Zellzyklus und die Proteinsynthesewege in menschlichen primären Keratinozyten und U937-ZelllinienDieserin der Zeitschrift PLOS One (2018) veröffentlichte Artikel untersuchte die potenziellen Auswirkungen niedrig dosierter ionisierender Strahlung in U937-Zelllinien und primären Keratinozyten
Ressourcen für U937-Zelllinie: Protokolle, Videos und mehr
U937-Zellen sind weit verbreitete Forschungswerkzeuge. Einige wertvolle Ressourcen, die die Zellkultivierung und das Differenzierungsprotokoll von U937-Zellen erklären, werden hier erwähnt:
- U937-Differenzierungsprotokoll: Dieses Dokument enthält ein Protokoll zur Differenzierung von U937-Zellen. Darüber hinaus enthält es auch ein Protokoll für die Kultivierung von U937-Zellen der menschlichen myeloischen Leukämie
- Subkultivierung von Suspensionszellen: Dieses Video zeigt das allgemeine Protokoll für die Subkultivierung von Suspensions-Zelllinien wie U937.
- U937-Zelllinie: Diese Website enthält viele Informationen über U937-Zellen. Sie beschreibt Protokolle zum Subkultivieren, Einfrieren und Auftauen von U937-Monozyten und -Makrophagen.
U937-Zelllinie Forschungsanwendungen FAQ
Die U937-Zelllinie ist eine menschliche myeloische Zelllinie, die von einem Patienten mit histiozytärem Lymphom stammt. Sie wird in großem Umfang als Modell für die Untersuchung der Biologie von Monozyten/Makrophagen verwendet, einschließlich ihrer phagozytischen Aktivität, ihrer Reaktionen auf Infektionserreger und ihrer Rolle im Immunsystem.
U937-Zellen werden als Makrophagenmodelle verwendet, um die Produktion und Regulierung von Zytokinen zu untersuchen, Substanzen, die für die Zellsignalübertragung im Immunsystem entscheidend sind. Ihre Untersuchung kann Einblicke in die Neurobiologie der Zytokine geben, einschließlich der Rolle, die diese Signalmoleküle bei Entzündungen und neuroimmunen Interaktionen spielen.
Ja, U937-Zellen sind aufgrund ihrer gut dokumentierten genomischen Merkmale für die zytogenetische Charakterisierung wertvoll. Dazu gehört die Untersuchung von Zentromeren, homologen Chromosomen und Genominstabilität, die für das Verständnis der genetischen Grundlagen von Krankheiten wichtig sind.
U937-Zellen werden häufig eingesetzt, um die molekularen Wege der Apoptose zu untersuchen, da sie in der Lage sind, den programmierten Zelltod als Reaktion auf verschiedene Reize zu durchlaufen. Dies macht sie zu einem leistungsfähigen Instrument für das Verständnis der zellulären Mechanismen, die Krebs und anderen Krankheiten zugrunde liegen.
Die Forschung mit U937-Zellen war von zentraler Bedeutung für die Untersuchung der Reorganisation des Genoms und der Rolle bestimmter Gene, z. B. auf Chromosom 11 und Teilen von Chromosom 16, bei der Entstehung und dem Fortschreiten von Krebs.
Die Erfassung des Zentromers in U937-Zellen kann Details über Chromosomenumlagerungen und deren Auswirkungen auf die Zellteilung und -stabilität aufdecken und so Einblicke in Chromosomenanomalien geben, die häufig in Krebszellen auftreten.
Unbedingt. Die U937-Zelllinie wird aufgrund ihrer monozytenähnlichen Eigenschaften, einschließlich der Expression von Zelloberflächenrezeptorkomplexen wie dem menschlichen DC-SIGN-Protein, häufig zur Untersuchung der Immunantwort auf Infektionen, einschließlich des Dengue-Virus, verwendet.
U937-Zellen haben viele Eigenschaften mit primären Monozyten gemeinsam, was sie zu einem guten Ersatz für Studien macht, bei denen keine primären Zellen verwendet werden können. Im Vergleich zu THP-1-Zellen, einer anderen myeloischen Linie, können sich U937-Zellen in Aspekten wie Differenzierungspotenzial und Reaktion auf Stimuli unterscheiden, was bei der Auswahl eines Modells für spezifische experimentelle Anforderungen von Bedeutung ist [5].
U937-Zellen werden für das Screening und die Prüfung der Wirksamkeit von Antibiotika und Krebsmedikamenten verwendet, insbesondere aufgrund ihrer Bedeutung für die Modellierung der menschlichen Immunantwort und ihrer bekannten apoptotischen Signalwege, die in der Krebstherapie gezielt eingesetzt werden können.
Genaue Karyotyp-Informationen für U937-Zellen sind auf Anfrage bei verschiedenen Zelllinienkatalogen und Repositorien erhältlich, die umfassende Aufzeichnungen führen, einschließlich Informationen über alle bekannten Chromosom-20-Rearrangements oder andere genetische Anomalien.
Quellenangaben
- Chanput, W., V. Peters, und H. Wichers, THP-1 and U937 Cells. The Impact of Food Bioactives on Health: in vitro and ex vivo models, 2015: S. 147-159.
- Córdova-Dávalos, L.E., et al., Protective Effect of Glycomacropeptide on the Inflammatory Response of U937 Macrophages. Foods, 2023. 12(7): p. 1528.
- Pungpuag, S., S. Boonpangrak und Y. Suwanwong, Anti-Leukämische Effekte von frischem und gedämpftem chinesischen Grünkohlsaft auf eine U937-Zelllinie und ihre pro-apoptotischen Effekte über einen Caspase-abhängigen Weg. Foods, 2023. 12(7): p. 1471.
- Gautam, R., et al., Evaluation of potential toxicity of polyethylene microplastics on human derived cell lines. Science of the Total Environment, 2022. 838: p. 156089.
- Chanput, W., J.J. Mes, and H.J. Wichers, THP-1 cell line: an in vitro cell model for immune modulation approach. International immunopharmacology, 2014. 23(1): p. 37-45.