Введение
Клеточная линия, полученная из клеток человеческого эмбриона почки. Клетки человеческого эмбриона почки 293, также часто называемые HEK 293, HEK 293, 293, являются бессмертной клеточной линией, полученной из клеток HEK, выделенных из женского плода в 1970-х годах. Клетки культивировал ван дер Эб, а трансдукцию аденовирусом выполнил Фрэнк Грэм, постдок в лаборатории ван дер Эба. Результаты были опубликованы в 1977 году после того, как Грэм покинул Лейден и перешел в Университет Макмастера. Они называются HEK, поскольку происходят из человеческих эмбриональных культур почек, а число 293 связано с привычкой Грэма нумеровать свои эксперименты; оригинальный клон клеток HEK 293 был получен в его 293-м эксперименте. Грэм провел трансфекцию в общей сложности восемь раз, получив лишь один клон клеток, который культивировался в течение нескольких месяцев. После предполагаемой адаптации к культуре клеток, клетки этого клона развились в относительно стабильную линию HEK 293. Последующий анализ показал, что трансформация была вызвана вставкой примерно 4,5 килобаз из левого конца генома аденовируса, который интегрировался в 19-ю человеческую хромосому. Долгие годы предполагалось, что клетки HEK 293 были получены путем трансформации фибробластов, эндотелиальных или эпителиальных клеток, которые в большом количестве присутствуют в почках. Однако первоначальная трансформация аденовирусом была неэффективной, что позволяет предположить, что клетка, давшая начало линии HEK 293, могла быть необычной. Грэм и его коллеги предоставили доказательства того, что клетки HEK 293 и другие человеческие клеточные линии, полученные путем аденовирусной трансформации клеток человеческого эмбриона почки, обладают многими свойствами незрелых нейронов, что указывает на то, что аденовирус преимущественно трансформировал клетку нейронного происхождения в исходной культуре почек. Комплексное исследование геномов и транскриптомов HEK 293 и пяти производных клеточных линий сравнило транскриптом HEK 293 с транскриптомами человеческой почки, надпочечников, гипофиза и центральной нервной ткани. Профиль HEK 293 наиболее соответствовал профилю клеток надпочечников, которые обладают многими нейронными свойствами. Учитывая расположение надпочечников (надпочечники означают "рядом с почками"), несколько клеток надпочечников могли потенциально присутствовать в культуре, полученной из эмбриональной почки, и могли быть преимущественно трансформированы аденовирусом. Аденовирусы гораздо эффективнее трансформируют клетки нейронного происхождения, чем типичные эпителиальные клетки почек человека. Наличие нескольких X-хромосом и отсутствие каких-либо следов последовательностей Y-хромосомы позволяют предположить, что источником плода была самка. Клеточная линия 293T была создана в лаборатории Микеле Калоса в Стэнфорде путем стабильной трансфекции клеточной линии HEK 293 плазмидой, кодирующей температурно-чувствительный мутант большого Т-антигена SV40; первоначально она называлась 293/tsA1609neo. Первое упоминание о клеточной линии как "293T", вероятно, связано с ее использованием для создания упаковочной клеточной линии BOSC23 для производства ретровирусных частиц.
Human embryonic kidney 293 cells, also often referred to as HEK 293, HEK 293, 293 cells, are an immortalised cell line derived from HEK cells isolated from a female fetus in the 1970s. The cells were cultured by van der Eb; the transduction by adenovirus was performed by Frank Graham, a post doc in van der Eb's lab. They were published in 1977 after Graham left Leiden for McMaster University. They are called HEK since they originated in human embryonic kidney cultures, while the number 293 came from Graham's habit of numbering his experiments; the original HEK 293 cell clone was from his 293rd experiment. Graham performed the transfection a total of eight times, obtaining just one clone of cells that were cultured for several months. After presumably adapting to tissue culture, cells from this clone developed into the relatively stable HEK 293 line. Subsequent analysis has shown that the transformation was brought about by inserting ~4.5 kilobases from the left arm of the adenoviral genome, which became incorporated into human chromosome 19. For many years it was assumed that HEK 293 cells were generated by transformation of either a fibroblastic, endothelial or epithelial cell, all of which are abundant in kidneys. However, the original adenovirus transformation was inefficient, suggesting that the cell that finally produced the HEK 293 line may have been unusual in some fashion. Graham and coworkers provided evidence that HEK 293 cells and other human cell lines generated by adenovirus transformation of human embryonic kidney cells have many properties of immature neurons, suggesting that the adenovirus preferentially transformed a neuronal lineage cell in the original kidney culture. A comprehensive study of the genomes and transcriptomes of HEK 293 and five derivative cell lines compared the HEK 293 transcriptome with that of human kidney, adrenal, pituitary and central nervous tissue. The HEK 293 pattern most closely resembled that of adrenal cells, which have many neuronal properties. Given the location of the adrenal gland (adrenal means "next to the kidney"), a few adrenal cells could plausibly have appeared in an embryonic kidney derived culture, and could be preferentially transformed by adenovirus. Adenoviruses transform neuronal lineage cells much more efficiently than typical human kidney epithelial cells. The presence of multiple X chromosomes and the lack of any trace of Y chromosome derived sequence suggest that the source fetus was female. The 293T cell line was created in Michele Calos's lab at Stanford by stable transfection of the HEK 293 cell line with a plasmid encoding a temperature sensitive mutant of the SV40 large T antigen; it was originally referred to as 293/tsA1609neo. The first reference to the cell line as "293T" may be its use to create the BOSC23 packaging cell line for producing retroviral particles.
Варианты
Сообщалось о множестве вариантов HEK 293.
HEK 293T
Трансфекция, использованная для создания клеток 293T (включающая плазмиду pRSV 1609), обеспечивала устойчивость к неомицину/G418 и экспрессию аллеля tsA1609 большого Т-антигена SV40. Этот аллель полностью активен при 33 °C (оптимальной температуре для его активности), сохраняет значительную функцию при 37 °C и неактивен при 40 °C. Клетки 293T очень эффективно трансфицируются ДНК (как и их родительская линия HEK 293). Благодаря экспрессии большого Т-антигена SV40, трансфицированные плазмидные ДНК, содержащие SV40-оригины репликации, могут реплицироваться в клетках 293T и временно поддерживать высокое копийное число, что значительно увеличивает количество рекомбинантного белка или ретровируса, которое можно получить из этих клеток. Полные геномные последовательности трех различных изолятов 293T были определены. Они достаточно схожи между собой, но демонстрируют заметное расхождение от родительской клеточной линии HEK 293.
HEK293-ENT1KO
Этот мутантный штамм не экспрессирует equilibrative nucleoside transporter ENT1. Ген был инактивирован с помощью CRISPR-Cas9, и клеточная линия сохраняет экспрессию ENT2.
Биоэтика
Альвин Вонг, католический биоэтик, утверждает, что, несмотря на неопределенность в отношении происхождения эмбриональных клеток, использованных для получения клеточной линии, можно предположить, что они были получены в результате добровольного аборта. Для некоторых это может представлять этическую дилемму при использовании HEK 293 и продуктов на ее основе, таких как вакцины и многие лекарственные препараты. 21 декабря 2020 года Римско-католическая Конгрегация вероучения заявила, что моральный долг избегать вакцин, произведенных из клеточных линий, полученных из тканей плода, "не является обязательным, если существует серьезная угроза, например, неконтролируемое распространение серьезного патологического явления – в данном случае, пандемическое распространение вируса SARS-CoV-2, вызывающего COVID-19". В заявлении далее обосновывается использование других вакцин: "все вакцины, признанные клинически безопасными и эффективными, могут быть использованы с чистой совестью".
Во время пандемии COVID-19 противники вакцинации отметили, что клетки HEK 293 используются в производстве вакцины Oxford–AstraZeneca COVID-19 (также известной как AZD1222). Эти клетки удаляются из конечного продукта. Компания Regeneron Pharmaceuticals, производитель REGN-COV2 – терапевтического коктейля антител, применяемого для облегчения симптомов у пациентов с COVID-19, – не использовала клетки HEK 293T для производства коктейля антител, но использовала их для оценки эффективности препарата.