說起HEK293細胞，相信大家都不陌生，它在科研領(lǐng)域的應(yīng)用僅次于Hela，而在工業(yè)應(yīng)用僅次于CHO，屬于全面發(fā)展的“好苗子”。然而，HEK293龐大的家族譜系和不同衍生株之間的應(yīng)用差異你是否了解呢？今天就讓小源來盤點HEK293系列細胞及其在基因編輯方面的不同應(yīng)用。

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HEK293細胞及其衍生株

HEK293（human embryonic kidney 293），簡稱293細胞，來源于人胚胎腎細胞，由于在19號染色體整合了大約4.35 kb的腺病毒基因組片段，使其細胞周期以及細胞表型、核型等發(fā)生了改變，獲得永生化特性，廣泛用于生產(chǎn)蛋白、疫苗、抗癌試劑及重組腺病毒包被等。

到目前為止，根據(jù)不同的研究與生產(chǎn)需求，已經(jīng)人為地建立了許多HEK293細胞的亞型和衍生細胞系（見圖1），今天我們主要針對293T、293H、293F和293S四大分支來做個介紹。

293T?細胞

????????293T細胞由HEK293細胞衍生而來，是SV40?largeT抗原穩(wěn)轉(zhuǎn)得到的細胞株，和HEK293細胞一樣容易轉(zhuǎn)染，用磷酸鈣、PEI或脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染，效率均可達90%以上[1]。其表達的SV40?largeT抗原可實現(xiàn)外源表達載體的擴增，最終增加目的基因的表達量。除了用于基因表達及蛋白生產(chǎn)外，293T細胞還常用于慢病毒、逆轉(zhuǎn)錄病毒及腺病毒的包裝。

293H

? ??? ??該細胞也是由HEK293細胞衍生而來，能夠在無血清培養(yǎng)體系下快速生長、具有高轉(zhuǎn)染效率及高效蛋白表達性能。該細胞系不同于HEK293與293T細胞，它貼附牢固，除了常用于噬菌斑檢測實驗，也可用于重組蛋白的表達優(yōu)化與生產(chǎn)。比如一種被批準用于治療血友病a的長效凝血因子——重組因子VIIIFc融合蛋白(rfviifc)目前存在著定期供應(yīng)短缺和生產(chǎn)質(zhì)量違規(guī)現(xiàn)象，說明了制造rFVIII仍存在困難。rFVIII是一種具有顯著翻譯后修飾的大的多結(jié)構(gòu)域糖蛋白，因此McCue, Justin等人[2]在優(yōu)化rfviifc生產(chǎn)工藝過程中的一個關(guān)鍵點是使用了人類細胞系，并且不添加任何來自人類或動物的成分。這說明293H細胞系具有利于重組蛋白表達的生化特性，如易轉(zhuǎn)染、高效的人蛋白翻譯加工和生產(chǎn)。

293F

? ??? ??293F細胞是一類可以在無血清培養(yǎng)體系快速生長的野生型293細胞系，同時可以高效表達蛋白，這里的F來自于Fast-growth一詞。293FT細胞是由293F細胞導(dǎo)入pCMVSPORT6TAg.Neo質(zhì)粒獲得，常用于慢病毒載體的生產(chǎn)。293FTM細胞是由Flp-InTM?T-RExTM?293細胞導(dǎo)入單嗜性（ecotropic）報告質(zhì)粒和MAPPIT (mammalian protein-protein interaction trap)?報告質(zhì)粒獲得，常用于蛋白互作篩選。

293S

? ??? ??293S細胞支持懸浮培養(yǎng)，S為Suspension懸浮的首字母，可以耐受低Ca2?培養(yǎng)體系。293SG細胞是293S細胞經(jīng)過甲烷磺酸誘變和蓖麻毒素篩選，同時導(dǎo)入pcDNA6/TR質(zhì)粒獲得，常用于糖基化蛋白的表達。293SGGD細胞是293SG細胞導(dǎo)入pcDNA3.1-zeo-STendoT質(zhì)粒獲得，主要用于糖基化工程研究中。

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293與293T細胞在基因編輯領(lǐng)域的應(yīng)用

? ??? ??根據(jù)前面的介紹不難發(fā)現(xiàn)，293和293T細胞在基因編輯方面的基礎(chǔ)應(yīng)用較多，我們隨手找一些基因編輯的應(yīng)用案例和大家分享一下。

（1）Bekier, Michael E.等人[3]利用CRISPR/Cas9技術(shù)分別構(gòu)建了兩種高爾基體重組堆積蛋白GRASP55、GRASP65單敲除和雙敲除HeLa和HEK293細胞。這些細胞系的表征表明GRASP55或GRASP65單敲除部分損害了高爾基體池的堆積，而兩種GRASP蛋白的雙敲除會分解整個高爾基體結(jié)構(gòu)。而高爾基體結(jié)構(gòu)的分解不僅加速了蛋白質(zhì)運輸，而且損害了細胞表面蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的準確糖基化。這些KO細胞系為研究高爾基體結(jié)構(gòu)形成的機制和生物學意義提供了有用的工具，并可能用于研究高爾基體缺陷疾病的病理學，例如阿爾茨海默病、先天性糖基化障礙、口蹄疫、復(fù)氧損傷和多種癌癥。

（2）Yin等人[4]為了獲得表達RPA12 shRNA與mCherry-RPA12的HeLa細胞系，分別用表達RPA12 shRNA與mCherry-RPA12的慢病毒載體和包裝載體pH1和pH2轉(zhuǎn)染293T細胞，最終收集得到慢病毒顆粒轉(zhuǎn)染HeLa細胞系。除此之外，Debeb, Bisrat G.等人[5]發(fā)現(xiàn)293T?細胞可以很容易地在無血清干細胞促進培養(yǎng)條件下作為球體進行培養(yǎng)和傳代。與單層細胞相比，體外培養(yǎng)為三維球體?(3D)?的細胞顯示出含有更高的?ALDH1?和?CD44?/CD24??群體。此外，從?293T?細胞產(chǎn)生的?3D?球體增加了間充質(zhì)基因的表達，以及與自我更新和轉(zhuǎn)移有關(guān)的?microRNA?在?3D?球體中顯著減少。最終認為3D?球體的293T?細胞表現(xiàn)出癌癥干細胞樣表型，是研究癌癥干細胞的分子和生物學機制以及測試和開發(fā)癌癥治療新靶點的重要研究工具。

A, B) 293T細胞在促進自我更新的懸浮培養(yǎng)條件下形成三維球體。?C)流式分析分別在貼壁(2D)或腫瘤啟動細胞富集(3D)條件下培養(yǎng)的293T細胞中CD24和CD44的表達。D)流式分析表明，3D培養(yǎng)條件下293T細胞的ALDH活性較2D培養(yǎng)條件下的豐富。

293和293T如何選擇？

? ??? ??在HEK293家族中，293與293T是基礎(chǔ)研究中最常用的。由于兩者在基因與表型層面都有較多相似之處，很多時候也常常也讓人陷入糾結(jié)中，究竟選哪個更利于后續(xù)的實驗研究。

? ??? ??根據(jù)文獻報道[6]，對HEK293衍生的后代細胞系基因組測序結(jié)果分析，發(fā)現(xiàn)與親本HEK293相比染色體更不穩(wěn)定，在基因組多個位置出現(xiàn)拷貝數(shù)增加或丟失。結(jié)合源井生物實際項目案例來看，293T在進行基因編輯時，很容易出現(xiàn)多基因型克隆，在鑒定和分析上比較困難。因此我們認為HEK293細胞或許更適合進行KO、KI或點突變等基因編輯實驗。而293T細胞，由于轉(zhuǎn)入了SV40T-antigen基因，使得包含SV40ori的質(zhì)粒能夠在該細胞系中顯著擴增，從而促進基因的表達。加上轉(zhuǎn)入SV40大T抗原后，細胞增殖速度較HEK293有明顯提升，因此在293T細胞上更適合做質(zhì)粒轉(zhuǎn)染、病毒包裝等方面的實驗。

? ??? ??總之，293系列細胞經(jīng)過長時間的改造與優(yōu)化，已在多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了較多的應(yīng)用，源井生物對于293與293T細胞也有豐富的基因編輯和細胞模型構(gòu)建的經(jīng)驗，并擁有上千種293細胞的KO現(xiàn)貨，覆蓋超20種信號通路，11類藥物靶點與癌癥基因，1周即可獲得優(yōu)質(zhì)純合克隆，輕松加快您的實驗研究進程，復(fù)制鏈接可入庫搜索心儀KO細胞現(xiàn)貨>>https://www.ubigene.com/ez_editor/?cate=16

? ??? ??除此之外，源井生物也提供成熟的基因編輯（KO/PM/KI）細胞與穩(wěn)轉(zhuǎn)（過表達/干擾）細胞的定制服務(wù)，以及相關(guān)的載體構(gòu)建與病毒包裝服務(wù)，歡迎在線咨詢了解更多服務(wù)詳情！

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參考文獻

[1]?Lin, Yao-Cheng, et al. "Genome dynamics of the human embryonic kidney 293 lineage in response to cell biology manipulations."?Nature communications?5.1 (2014): 1-12.

[2]?McCue, Justin, et al. "Manufacturing process used to produce long-acting recombinant factor VIII Fc fusion protein."?Biologicals?43.4 (2015): 213-219.

[3]?Bekier, Michael E., et al. "Knockout of the Golgi stacking proteins GRASP55 and GRASP65 impairs Golgi structure and function."?Molecular biology of the cell?28.21 (2017): 2833-2842.

[4]?Yin, Xiaomei, et al. "RNA polymerase I subunit 12 plays opposite roles in cell proliferation and migration."?Biochemical and Biophysical Research Communications?560 (2021): 112-118.

[5]?Debeb, Bisrat G., et al. "Characterizing cancer cells with cancer stem cell-like features in 293T human embryonic kidney cells."?Molecular cancer?9.1 (2010): 1-12.

[6]??Malm M, Saghaleyni R, Lundqvist M, et al. Evolution from adherent to suspension: systems biology of HEK293 cell line development[J]. Scientific reports, 2020, 10(1): 1-15.