13种不同的HEK293细胞你知道吗？你用的是哪种HEK293细胞？

在生命科学研究领域，人胚胎肾细胞系（HEK293）凭借其独特的优势，成为了众多科研人员的得力助手。自 1977 年由 Alex van der Eb 和 Frank L. Graham 从正常的人胚胎肾组织中成功分离建立以来，HEK293 细胞及其衍生细胞系在细胞生物学、分子生物学、药物研发等多个方面都发挥着至关重要的作用。

一、HEK293 细胞的 “家族成员” 及其特性

HEK293 细胞是用 5 型腺病毒（Ad5）的 E1A 基因转化人胚胎肾细胞后实现永生化的。它具有易于转染的特点，为外源基因的表达研究提供了便利，常被科研人员用于探究基因的功能和调控机制 。但它也存在贴壁性较低的缺点，在实验操作过程中，阳性细胞容易丢失，可能会对实验结果的准确性产生影响。

HEK293S 细胞的后缀 “S” 代表 “Suspension”，意味着它适合在悬浮液中生长，能够在改良的最小 Eagle 培养基中悬浮培养。这种特性使其在大规模细胞培养和生产重组蛋白等方面具有独特的优势。

HEK293T 细胞是通过用编码 SV40 大 T 抗原的温度敏感突变体质粒稳定转染 HEK293 细胞系改造而来。它不仅转染效率比 HEK293 细胞更高，还能显著提升瞬时转染过程中的蛋白表达水平，并且可用于扩增含有 SV40 ori 的载体，因此在当前的科研实验中应用更为广泛。

作为 HEK293T 的快速生长突变体，HEK293FT 表达来自 pCMVSPOR T6TAg.neo 质粒的 SV40 大 T 抗原，是专门为慢病毒生产而设计的细胞系，在病毒载体的生产领域发挥着重要作用。

HEK293F 细胞克隆自 HEK293 细胞系，能够适应商业化培养基，具备生长快速、转染率高的特点，并且可以在化学成分确定的培养基中生长，为实验提供了更稳定的条件，在蛋白表达和生产方面表现出色。

从 HEK293 细胞克隆而来的 HEK293H 细胞，经过筛选具有在噬斑测定过程中粘附性良好的特性，之后又适应了在无血清培养基（SFM）中生长。在 SFM 中，它生长迅速，噬菌斑检测时粘附性好，转染效率高，蛋白表达水平也较高，适用于多种实验需求。

该细胞表达 EBNA - 1 蛋白，可用于携带 oriP 质粒的游离型复制，能够扩增含有 oriP 的载体，在瞬时转染过程中显著提高蛋白表达水平，为相关的基因研究和蛋白生产提供了有力支持。

HEK293 - 6E 转染了 EBNA1t，这是 EBV EBNA1 的截短版本，与 HEK293 - EBNA 相比，它具有更强的重组蛋白生产能力，在工业生产重组蛋白方面具有较大的潜力。

通过在 293 细胞中稳定转染含有质粒的 FRT 位点和 TetR 表达质粒得到的 HEK293FTM 细胞，可通过共转染含有目标基因的 Flp - InTM 表达载体和 Flp 重组酶表达载体，快速、轻松地生成稳定转染的细胞库，为细胞的稳定转染和长期研究提供了便利。

由 HEK293S 衍生而来的 HEK293SG 细胞，是经过甲磺酸乙酯（EMS）筛选获得的具有蓖麻毒素抗毒素的克隆。它缺乏 N - 乙酰葡糖胺基转移酶 I 活性（由 MGAT1 基因编码），主要用 Man5GlcNAc2 N - 聚糖修饰糖蛋白，常用于生产均相 N - 糖基化蛋白，满足特定的糖蛋白研究需求。

源于 293SG 的 HEK293SGGD（Glycodelete）细胞，表达高尔基体靶向形式的 endoT（一种来自真菌里氏木霉的内切糖苷酶），主要用于生产用于糖基化研究和结构分析的蛋白质，为深入探究蛋白质的糖基化修饰提供了重要工具。

HEK293A 是 HEK293 细胞的亚克隆，具有相对平坦的形态。与 HEK293 细胞相比，它的贴壁性更强，更容易形成单层细胞，不存在细胞重叠和细胞间隙的情况，因此常用于病毒的空斑试验，在病毒研究方面具有重要价值。

由 HEK293 基因工程改造而来的 HEK293MSR 细胞，能够表达人巨噬细胞清道夫受体，并且可以牢固粘附于标准组织培养板，能够获得更可靠的实验结果，在相关受体研究和细胞粘附实验等方面发挥作用。

二、HEK293 细胞的广泛应用

由于 HEK293 细胞易于转染，研究人员能够将目标基因导入细胞内，通过过表达或敲除特定基因，观察细胞表型的变化，进而揭示基因在细胞生长、分化、信号传导等过程中的作用机制。在研究细胞增殖相关基因时，可将该基因导入 HEK293 细胞，观察细胞的增殖速率变化，以此探究基因功能。

HEK293 细胞具备高效表达外源蛋白的能力，并且作为人类细胞系，其生产的蛋白在结构和功能上更接近天然人类蛋白，具有较高的生物活性和稳定性。因此，它被广泛用于生产重组蛋白，如单克隆抗体、细胞因子和酶等，在生物制药领域有着重要地位。

在基因治疗、疫苗开发和基因功能研究中，病毒载体发挥着关键作用，而 HEK293 细胞则是生产这些病毒载体的常用细胞系。在新冠疫苗的研发过程中，HEK293 细胞就被用于生产病毒载体，实现病毒基因的递送和表达。

科研人员通过将细胞暴露于不同药物或化合物中，观察其对 HEK293 细胞生长、代谢和基因表达的影响，从而筛选出具有潜在治疗效果的药物，同时评估药物的安全性，为新药研发提供重要依据。

研究人员可以利用 HEK293 细胞研究细胞表面受体与信号分子的相互作用，以及信号在细胞内的传递途径和调控机制。通过转染特定的受体基因，研究该受体在细胞信号传导中的功能和相关信号通路的激活情况 。

三、HEK293 细胞的培养要点

常用的培养基有 Eagle's Minimum Essential Medium（EMEM）和 DMEM培养基，通常需要添加 10% 胎牛血清（FBS），为细胞生长提供必要的营养物质和生长因子，同时添加 2 mM L - 谷氨酰胺满足细胞的氮源需求。在某些特殊情况下，如进行无血清培养时，可选择不含血清的培养基，并添加胰岛素、转铁蛋白和亚硒酸盐等替代成分。培养时，需将细胞置于 37℃、5% CO₂的加湿培养箱中，维持培养基的 pH 值在 6.9 - 7.1 之间，同时保持培养箱内 95% 的湿度，防止培养基过度蒸发。

当细胞融合率达到 80% - 90% 时，便需要进行传代操作。首先使用 0.25% 的胰蛋白酶 - EDTA 溶液对细胞进行消化，将消化液加入培养瓶，轻轻摇晃使其均匀覆盖细胞表面，然后放入 37℃培养箱消化 2 - 3 分钟。在显微镜下观察，当细胞大部分变圆并开始脱落时，迅速拿回操作台，加入适量完全培养基终止消化。接着将细胞悬液转移至离心管，以 1000rpm 的转速离心 5 分钟，弃去上清液，加入新鲜完全培养基重悬细胞，并按照 1:4 - 1:8 的传代比例接种到新的培养瓶中，放入培养箱继续培养。传代后的细胞通常在 12 - 24 小时内，90% 以上能够重新贴壁生长，传代周期一般为 24 - 48 小时。

整个培养过程必须在无菌条件下进行。操作前，要对所有器具和试剂进行严格消毒灭菌，如培养瓶、移液管等进行高压蒸汽灭菌，培养基和其他液体试剂通过 0.22µm 滤膜过滤除菌。操作时需在生物安全柜内进行，避免快速移动和交谈，减少空气流动带来的污染风险。定期清洁和消毒培养箱和操作台面，培养箱内的水盘也要定期换水，防止细菌滋生。

要严格控制温度在 37℃，CO₂浓度保持在 5%，以维持培养基的酸碱平衡，湿度控制在 95% 左右，防止培养基过度蒸发。定期监测培养基的 pH 值，若培养基变黄，说明 pH 值下降，需要及时更换新鲜培养基。同时，定期观察细胞的生长情况，根据细胞状态及时换液，一般每 2 - 3 天换液一次，确保细胞有充足的营养供应，及时清除代谢废物。

四、常见问题及应对策略

培养基 pH 值不适宜、培养瓶表面处理不当、消化过度或接种密度不当等都可能导致细胞贴壁问题。解决这一问题，需要定期监测培养基 pH 值，必要时进行调整，可使用预调 pH 值的培养基或添加适量碳酸氢钠；使用经过包被的培养瓶，并确保培养瓶严格消毒灭菌；严格控制消化时间和消化液浓度，在显微镜下密切观察细胞消化情况，及时终止消化；根据细胞生长状态和实验需求，合理调整接种密度，一般为 1×10⁴ - 5×10⁴个细胞 /cm² 。

在细胞培养过程中，微生物污染是一个常见且严重的问题。为预防污染，必须严格遵守无菌操作规程，对所有器具和试剂进行严格消毒灭菌；定期更换培养基，换液时操作要轻柔，避免对细胞造成机械损伤；可在培养基中添加适量抗生素（如青霉素和链霉素）抑制细菌和真菌生长，但要注意抗生素浓度，避免对细胞产生毒性；定期观察细胞生长情况和形态变化，若发现异常，及时通过显微镜观察或进行细菌、真菌和支原体检测；保持培养箱和操作台面的清洁，定期消毒。

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