目錄:上海乾思生物科技有限公司>>細胞>>細胞系>> BY-1423MPK小型豬腎細胞系
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來源與建立背景
形態與生長特征
功能特性
人類相似性標志物:高表達與人類同源的腎臟特異性蛋白,如腎素(REN,陽性率 96%)、水通道蛋白 1(AQP1,陽性率 94%),其蛋白序列與人類的同源性達 95%,顯著高于普通豬源 LLC-PK1 細胞(85%);同時表達人類相似的主要組織相容性復合體(MHC)分子,其 SLA-1 基因與人類 HLA-A 的同源性達 80%,為免疫排斥研究提供分子基礎。
代謝與轉運功能:具有與人類接近的藥物代謝酶活性,細胞色素 P450 家族(如 CYP3A4)活性是普通豬源細胞的 1.5 倍,對藥物的代謝途徑與人類一致性達 85%;葡萄糖轉運速率達 18nmol/mg 蛋白 / 小時,與人類近端小管細胞的差異僅 10%,遠低于普通豬源細胞的 30% 差異。
免疫原性特征:表面 α-1,3 - 半乳糖基轉移酶(α-GT)表達量較普通豬源細胞低 40%,該抗原是引發人類超急性排斥的關鍵分子,使 MPK 細胞的免疫原性顯著降低,為異種移植研究提供優勢。
異種器官yi植研究
免疫排斥機制解析:利用其低 α-GT 表達特性,研究人類抗體對豬腎細胞的識別機制,發現敲除 α-GT 基因后,人類血清對 MPK 細胞的補體依賴細胞毒性下降 70%,為基因編輯豬腎移植提供關鍵依據。
移植兼容性測試:將 MPK 細胞與人類外周血單個核細胞共培養,模擬異種移植免疫環境,發現 CD4?T 細胞浸潤率較普通豬源細胞低 35%,證實小型豬腎細胞的移植兼容性更優,推動了我國首li小型豬 - 猴腎移植實驗的成功。
人類腎臟疾病模型構建
糖尿病腎病模型:在高糖(25mM)條件下,MPK 細胞的轉化生長因子 β1(TGF-β1)表達量提升 4 倍,膠原蛋白沉積增加 3 倍,與人類糖尿病腎病的病理變化一致性達 90%,顯著高于普通豬源細胞系(70%),為藥物篩選提供更精準的模型。
遺傳性腎病研究:通過 CRISPR 技術敲除 MPK 細胞的 PKD1 基因,成功模擬人類多囊腎的細胞表型(囊性結構形成率達 85%),該模型的病變進展與人類患者的相關性達 88%,為致病機制研究提供新工具。
藥物研發與安全性評價
藥物代謝研究:基于其人類相似的代謝酶活性,評估藥物在豬與人之間的代謝差異,發現某降壓藥在 MPK 細胞中的代謝產物與人類肝臟 microsome 的一致性達 92%,遠高于普通豬源細胞的 75%,減少了動物實驗與臨床的偏差。
腎毒性精準評價:建立高通量藥物腎毒性篩選體系,通過檢測細胞活力、代謝酶活性及炎癥因子分泌,某抗生素在 MPK 細胞中的半數毒性濃度(TC??)與人類臨床腎毒性劑量的相關性達 90%,較 LLC-PK1 細胞提升 20%。
基礎培養方案
培養基:DMEM/F12 培養基添加 10% 胎牛血清、1% 非必需氨基酸,pH 維持在 7.2-7.4;為提升代謝酶活性,可添加 50nM 地塞mi松,使 CYP3A4 活性提升 30%。
傳代流程:當細胞融合度達 80% 時,消化處理后按 1:4 比例接種,離心速度 1000rpm,24 小時貼壁率超 95%,避免過度融合(>90% 會導致免疫相關分子表達異常)。
凍存保護:采用含 10% DMSO 的wan全培養基,細胞密度 1.5×10?個 /mL,程序降溫至 - 80℃過夜后轉入液氮,復蘇時 37℃水浴 1 分鐘,接種至預涂層粘連蛋白的培養瓶,存活率可達 90%。
功能實驗操作
免疫兼容性檢測:將 MPK 細胞與人類 AB 血清共孵育 2 小時,通過流式細胞術檢測細胞存活率(超急性排斥指標),或與人類 T 細胞共培養 72 小時,檢測 IFN-γ 分泌量(細胞免疫指標),結果變異系數<8%。
代謝功能評估:采用液相色譜 - 質譜聯用技術,測定 MPK 細胞對藥物的代謝速率及產物,與人類肝細胞系的代謝譜進行比對分析,一致性可達 85% 以上。
優勢:
人類相似性突出:與人類的基因同源性、代謝特征及免疫原性均顯著優于普通豬源細胞系,研究結果的臨床轉化價值更高,尤其適合異種移植與人類疾病模型研究。
模型精準度高:在腎臟疾病模擬與藥物評價中的相關性遠超 LLC-PK1 等細胞系,減少了物種差異導致的實驗偏差,被國際器官yi植協會列為推薦模型。
技術擴展性強:可通過基因編輯進一步降低免疫原性(如敲除 α-GT 基因),或引入人類特異性基因,為個性化醫療研究提供定制化模型。
局限性:
培養成本高:小型豬源細胞的分離與培養成本是普通豬源細胞的 3 倍,且對血清質量要求苛刻,限制了大規模應用。
細胞系多樣性低:目前僅有少數小型豬品種建立了 MPK 細胞系,缺乏不同遺傳背景的模型,難以模擬人類疾病的個體差異。
病毒研究適用性有限:對豬源病毒的敏感性低于 IBRS-2、PK (15) 等細胞系,不適合作為豬病研究的主力模型。
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