多组学技术揭示HEK293细胞在悬浮培养适应过程中的分子变化

《Applied Microbiology and Biotechnology》：Multi-omics reveal molecular changes during suspension adaptation of HEK293 cells

　　

摘要

人类胚胎肾293细胞（HEK293）已成功从贴壁培养转变为悬浮培养，并广泛应用于科学研究和制药行业。尽管有一些研究探讨了不同品系中已建立的贴壁型与悬浮型HEK293细胞之间的差异，但在这类悬浮培养转变过程中细胞的特定变化以及驱动这一过程的可能因素尚未得到充分描述。在此，我们成功将贴壁型HEK293细胞转化为适合悬浮培养的细胞系，这些细胞具有良好的生长性能和高产量，可用于重组腺病毒载体的制备，同时我们还对转化过程中的不同阶段的细胞进行了特征分析。与贴壁细胞相比，悬浮细胞表现出更慢的生长速度、更低的葡萄糖摄取量、更高的乳酸产生量以及更弱的细胞表面黏附性。我们进一步通过转录组学、蛋白质组学和代谢组学分析来识别关键的细胞调控机制。共发现了2476个差异表达基因，其中悬浮细胞中有1218个基因表达上升，1258个基因表达下降。蛋白质组学研究也发现了类似且相关的规律，通过非靶向代谢组学分析则鉴定出了702种差异表达的代谢物。通过富集分析，我们得出结论：HEK293贴壁细胞是通过结构重塑、代谢转变以及应力抵抗能力来存活并适应悬浮培养的。我们的研究结果为悬浮培养的机制提供了分子层面的见解，也为未来合理改造HEK293细胞系以更好地应用于实际研究提供了方向。

要点

• 悬浮培养使细胞的黏附性降低，并改变了HEK293细胞的细胞骨架结构。

• 多组学分析揭示了细胞的代谢重编程以及更强 的应力抵抗能力。

• 经过优化的悬浮细胞系的表现优于现有的HEK293悬浮培养参考细胞系。