HEK-293为人胚胎肾细胞,由人胚胎肾组织经5型腺病毒DNA转化获得,呈上皮样、贴壁生长,核型为亚三倍体,倍增时间约24-30小时。该细胞转染效率高、增殖迅速、培养门槛低,广泛用于外源基因表达、重组蛋白制备、病毒包装(如:AAV、慢病毒、腺病毒)、膜蛋白与离子通道功能探究、药物筛选及高通量检测,是分子生物学研究中经典的人源细胞模型。HEK-293代谢旺盛、易聚团,培养过程中需严格控制传代密度与消化终止时机,本文将针对HEK-293细胞培养流程进行梳理。

一、细胞复苏
1.【准备工作】配制完全培养基:MEM改良Eagle培养基(abs9467-500ml/SV30308.01)+ 10% FBS(abs972-500mL/SV30302.03)+1%P/S(abs9244-100ml/SV30010),取9mL于37℃预热。水浴锅预热至37℃;生物安全柜紫外照射30min。建议将装有完全培养基的培养瓶提前放入培养箱15min以上,使pH稳定在7.0-7.6后再接种,避免培养基偏碱。
2.【融化】从液氮取出冻存管,37℃水浴轻柔摇晃融化,约2min;融化期间保持管盖与O型圈在水面之上,减少污染风险。
3.【重悬】内容物融化后立即取出,70%乙醇擦拭或浸洗消毒外壁,此后全程严格无菌操作;将细胞悬液转入含9mL完全培养基的离心管中。
4.【离心】约125×g离心5-7min,弃上清,去除DMSO残留。
5.【重悬】加入1-2mL完全培养基轻轻吹打重悬;接种T25培养瓶(加入5-6mL完全培养基),十字混匀,标注名称、代次、日期。
6.【培养】放入37℃、5%CO₂培养箱静置培养,复苏后24h换液。
注意:HEK-293成团倾向明显,复苏后镜下见小团块属于正常现象,传代吹打充分即可分散,不必因此怀疑细胞状态。
二、细胞传代
1.【实验准备】配制完全培养基:MEM改良Eagle培养基(abs9467-500ml/SV30308.01)+ 10% FBS(abs972-500mL/SV30302.03)+1%P/S(abs9244-100ml/SV30010)。提前取出D-PBS(abs971-500ml/SH30028.02)与0.25%胰酶-EDTA(abs47047375-100mL/SH30042.01),恢复至室温;生物安全柜紫外照射30min。以下体积以T75瓶为准,其他规格按比例增减。
2.【镜检】汇合度达70%-90%时传代;细胞呈上皮样、多边形,镶嵌排列;倍增时间约24-30小时,通常2-3天需要传代一轮。维持细胞密度在2×10⁴-3.2×10⁵个/cm²之间。
3.【细胞清洗】吸弃旧培养基,用D-PBS(abs971-500ml/SH30028.02)轻轻润洗细胞层1次,去除残留血清;沿瓶壁加入,避免直接冲刷细胞面。
4.【细胞消化】加入2-3mL胰酶-EDTA(abs47047375-100mL/SH30042.01)溶液覆盖瓶底,室温或37℃静置,镜下观察至细胞层分散,通常3-7min(该细胞消化较快,注意观察)。
注意:等待细胞脱落期间切勿敲击或摇晃培养瓶;HEK-293本就易成团,敲瓶会让团块更大,转染铺板的均匀度随之变差。
5.【终止与收集】加入6-8mL完全培养基终止消化,轻轻吹打使细胞脱落并分散为单细胞悬液(成团明显时可静置1-2min待大团自然沉降后再吸取上层单细胞悬液)。
6.【离心】1000rpm离心5min,弃上清;加入完全培养基轻轻重悬。
7.【传代】按1:6-1:10的比例接种至新瓶(推荐接种密度2×10³-6×10³个/cm²),补加完全培养基至工作体积,十字混匀,标注信息。
8.【镜检】镜下确认分散均匀后放入37℃、5%CO₂培养箱;换液每2-3天一次。
注意:HEK-293常有部分细胞脱落悬浮,换液或传代时须将悬浮细胞一并离心收集、与贴壁细胞合并,否则每代都在损失细胞。
三、细胞冻存
1.【准备工作】冻存液:完全培养基+5%(v/v)DMSO(abs9187-100mL);如使用无血清细胞冻存液(abs9417-100mL)可省去程序降温步骤。冻存管标注名称、代次、冻存人、日期;安全柜紫外照射30min。
2.【细胞收集】取对数生长期、汇合度70%-90%的细胞,按传代步骤消化收集,离心后弃上清。
3.【细胞重悬】加入冻存液(约1mL/管)轻柔吹打重悬,细胞密度约2-5×10⁶/mL。
4.【冻存】每管1mL入冻存盒,-80℃过夜后转移至液氮气相长期保存。注意:-70℃存放会导致活力丧失,不可长期置于-80℃。
四、关键注意事项
1.培养基与血清
(1)标准配方为EMEM+10% FBS;DMEM高糖(abs9483-500ml/SV30303.01)替代亦可良好生长,为国内常用替代方案;
(2)HEK-293代谢旺盛,切勿让培养基长时间变黄—过酸环境会降低转染效率并增加细胞应激;
(3)建议固定批号并使用优级胎牛血清(abs972-500mL/SV30302.03)。
2.成团与分散(该细胞的核心问题)
(1)HEK-293钙黏蛋白介导的细胞间黏附强,天然易成团;消化充分、吹打轻柔充分是控制成团的关键;
(2)转染或流式实验需要单细胞悬液时,可适当延长消化至细胞完全分散,或使用含EDTA的消化液;
(3)离心力不宜过大,150-300×g即可,离心过猛会加剧团块;
(4)轻度成团不影响生长与转染;若团块巨大且持续增多,需排查消化终点、血清与细胞代次。
3.传代密度与节奏
(1)生长快、产酸快,推荐按1:6-1:10传代,每2-3天传代或换液一轮;
(2)推荐接种密度2×10³-6×10³个/cm²;转染实验前一天铺板,使转染时汇合度达60%-80%;
(3)该细胞是病毒包装(AAV/慢病毒/腺病毒)的通用底盘,包装实验建议使用低代次细胞并控制汇合度。
4.形态与污染判断
(1)正常:上皮样、多边形、镶嵌排列;可见小团块与少量悬浮细胞,属正常;
(2)异常:大团块增多且不铺展、碎片增加——多为消化不当或代次过高;
(3)异常:培养基浑浊、pH骤降——提示污染,须立即隔离处理。
5.生物安全
(1)该细胞经5型腺病毒DNA转化,核型为亚三倍体,属BSL-2管理范畴,须在生物安全柜内操作;
(2)用于病毒包装时,遵守本机构对重组病毒操作的相应生物安全规定;该细胞在裸鼠体内有致瘤性,废弃物按规范灭活处理。
6.代次与质控
(1)HEK-293衍生系众多(293T、293FT、AAV-293、293F悬浮等),订购与实验记录务必写全名称,不同衍生系的培养细节存在差异;
(2)建议定期STR鉴定与支原体检测—该细胞常用于病毒包装与蛋白生产,支原体阳性后果严重;
(3)连续传代后转染效率可能下降,关键实验使用低代次细胞。
参考资料
ATCC






