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BY-0743 LtK-11C3H/An小鼠結締組織細胞系

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LtK-11C3H/An小鼠結締組織細胞系

LtK-11C3H/An小鼠結締組織細胞系源自 C3H/An 近交系小鼠的皮下結締組織,是 L929 細胞系的胸苷激酶缺陷突變株,因缺乏功能性胸苷激酶(TK),在基因轉染、病毒學及遺傳毒理學研究中具有不可替代的價值。

該細胞系呈現典型的成纖維細胞形態與表型特征。顯微鏡下,細胞呈長梭形或紡錘形,貼壁生長時排列成平行束狀或漩渦狀,胞質豐富,含細顆粒狀物質,細胞核呈橢圓形,核仁清晰可見,與親本 L929 細胞形態高度相似。免疫表型分析顯示,細胞高表達成纖維細胞標志物波形蛋白(Vimentin)和 Ⅰ 型膠原蛋白,不表達上皮細胞標志物細胞角蛋白,明確其間質細胞屬性。其du特的分子特征在于 TK 基因缺失 —— 通過 Southern blot 分析證實,該細胞系的 TK 基因存在 2.3kb 片段缺失,導致無法合成功能性胸苷激酶,這一缺陷使其對胸苷類似物(如溴脫氧尿苷,BrdU)具有抗性,為篩選基因轉染陽性細胞提供了天然選擇標記。
體外培養體系中,LtK-11C3H/An 細胞展現出穩定的生長性能與遺傳特性。最適培養條件為含 10% 胎牛血清的 MEM 培養基,在 37℃、5% CO?環境下,傳代周期約 48-72 小時,對數生長期細胞活力可達 90% 以上。其顯著特點是對 HAT 選擇培養基(次黃piao呤 - 氨基蝶呤 - 胸苷)高度敏感 —— 因缺乏 TK,無法利用培養基中的胸苷合成 DNA,在 HAT 中培養 48 小時后細胞存活率不足 5%,而導入 TK 基因的轉染細胞則可在 HAT 中正常生長,這種 “選擇性存活” 特性使其成為基因轉染實驗的經典宿主細胞,轉染效率可達 10?3-10??,顯著高于其他細胞系。此外,該細胞系凍存復蘇效率高,液氮凍存后復蘇存活率超過 85%,連續傳代 50 次后,TK 缺陷表型與形態特征無明顯改變,保證了實驗的穩定性。
LtK-11C3H/An 細胞的核心價值體現在其作為基因轉染模型的du特優勢。作為 TK 缺陷株,其可通過導入含 TK 基因的重組載體實現陽性細胞篩選,這種基于代謝缺陷的篩選系統具有特異性高、背景低的特點,廣泛用于哺乳動物細胞表達載體的構建與鑒定。例如,在重組腺病毒包裝中,將含目的基因與 TK 基因的穿梭載體轉染該細胞后,HAT 篩選可高效獲得重組病毒包裝細胞,病毒滴度可達 10? PFU/mL 以上,顯著縮短實驗周期。同時,其可用于研究基因表達調控 —— 通過構建含不同啟動子的 TK 表達載體,比較 HAT 中細胞集落形成率,可定量評估啟動子的轉錄活性,這種方法被廣泛用于啟動子強度分析與順式作用元件鑒定。
在病毒學研究中,該細胞系是多種 DNA 病毒的敏感宿主。其對單純皰疹病毒(HSV)、水痘 - 帶狀皰疹病毒(VZV)等具有高度易感性,感染后可出現明顯的細胞病變效應(CPE),如細胞變圓、融合形成多核巨細胞,且支持病毒的高效復制,病毒滴度可達 10? PFU/mL 以上。HSV 感染實驗顯示,病毒在該細胞中復制周期為 12-18 小時,釋放的病毒顆粒具有完整感染性,這種特性使其成為病毒復制機制研究與抗病du藥物篩選的理想模型。此外,其 TK 缺陷特性可用于研究病毒 TK 的功能 ——HSV 編碼的 TK 可彌補該細胞的代謝缺陷,使感染細胞在 HAT 中存活,通過比較野生型與 TK 缺失突變株病毒的存活能力,可精準評估病毒 TK 的生物學功能。
在遺傳毒理學研究中,LtK-11C3H/An 細胞是檢測基因突變的標準工具。基于其 TK 基因缺陷,可通過回復突變實驗檢測受試物的致突變性 —— 當細胞接觸致突變物后,部分細胞的 TK 基因突變可回復為功能性基因,這些回復突變細胞能在含 BrdU 的培養基中存活(BrdU 對正常 TK?細胞具有毒性),通過計數存活集落數可定量評估致突變強度。該模型對多種誘變劑敏感,如紫外線照射可使回復突變率升高 10-20 倍,環lin酰胺代謝物可使突變率升高 30 倍,被納入國際遺傳毒理學檢測標準體系(OECD 指南)。
在細胞生物學基礎研究中,該細胞系常用于探究 DNA 合成與修復機制。因缺乏 TK,其 DNA 合成依賴于補救途徑中的次黃piao呤磷酸核糖轉移酶(HPRT),通過同位素標記次黃piao呤可特異性追蹤 DNA 合成過程,研究顯示其 S 期持續時間約為 6 小時,與正常成纖維細胞一致。同時,其可用于 DNA 修復缺陷研究 —— 紫外線照射后,細胞的核苷酸切除修復能力較親本 L929 細胞無顯著差異,而導入 XPA 基因缺陷的 cDNA 后,修復效率下降 60%,證實 XPA 在核苷酸切除修復中的關鍵作用。
在生物制藥領域,LtK-11C3H/An 細胞是重組蛋白表達的高效平臺。利用其高轉染效率與穩定表達特性,可構建分泌型重組蛋白表達細胞株,如重組ren干擾素 -β 的表達量可達 500 IU/mL,且蛋白糖基化修飾與天然蛋白一致。同時,其可用于病毒疫苗生產,如基于該細胞系制備的 HSV 疫苗,經純化后免疫小鼠可產生高效價中和抗體(滴度>1:1000),保護率達 90% 以上,為病毒疫苗研發提供了可靠的生產基質。
隨著基因編輯技術的發展,該細胞系與 CRISPR/Cas9 技術結合產生了更精準的研究模型。通過敲除 HPRT 基因,構建 TK?/HPRT?雙缺陷株,可實現基于 HAT 與 6 - 硫代鳥piao呤的雙重篩選,顯著提高基因編輯效率;而定點整合 TK 基因至特定染色體位點,可建立穩定的單拷貝表達模型,用于研究基因表達的位置效應。這些基因工程化細胞系進一步拓展了 LtK-11C3H/An 模型的應用邊界,使其在分子生物學與生物技術領域持續發揮重要作用。

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