Hepa1-6小鼠肝癌细胞系
Hepa1-6小鼠肝癌细胞系源自 C57BL/6 小鼠的自发性肝癌,因保留肝癌的核心生物学特征且成瘤性稳定,成为肝癌研究领域的经典模型。其在病理特征、分子机制上与人类肝癌高度相似,为肝癌的发生发展、药物筛选及相关研究提供了理想工具。
显微镜下,Hepa1-6 细胞呈贴壁生长,形态以多边形和上皮样为主,宛如铺展在培养皿上的 “不规则薄片"。细胞直径约 18-25 微米,比正常肝细胞稍大;胞质丰富,可见散在的脂滴 —— 这是肝癌细胞的典型胞质特征,经油红 O 染色后呈橘红色,清晰可辨;细胞核大而圆,位于细胞中央或偏位,核质比约 1:1.2,染色质呈粗颗粒状,核仁明显,常为 2-3 个,展现出活跃的增殖能力。细胞倍增时间约 24-36 小时,当融合度达到 70%-80% 时需传代,传代时用 EDTA 溶液处理后轻柔吹打使细胞脱落,按 1:4-1:6 比例接种,连续培养 50 代仍能保持稳定的肿瘤表型。
培养 Hepa1-6 细胞需模拟肝脏微环境。基础培养基选用 DMEM(高糖),其含有的高浓度葡萄糖可满足肝癌细胞旺盛的代谢需求;添加 10% 热灭活胎牛血清提供生长因子,其中血清中的胰岛素样生长因子 - 1(IGF-1)对维持细胞的增殖活性至关重要。培养环境需严格控制在 37℃、5% CO₂的恒温培养箱中,pH 值稳定在 7.2-7.4,通过培养基中的酚红指示剂可直观监测酸碱变化。与其他肝癌细胞系相比,该细胞对培养条件要求较为宽松,但需避免培养基过度酸化,建议每 2-3 天更换一次培养基,以保持细胞活力。
在肝癌发病机制研究中,Hepa1-6 细胞系是解析基因突变与肿瘤进展关系的理想工具。其携带 p53 基因突变 —— 这与人类肝癌中常见的功能失活突变高度一致。实验显示,该细胞在 DNA 损伤条件下,p53 蛋白无法正常激活,导致细胞周期检查点失灵,细胞持续增殖。通过导入野生型 p53 基因后,细胞的凋亡率增加 40%,克隆形成能力下降 50%,裸鼠成瘤体积缩小 60%,直接证明 p53 突变在肝癌发生中的驱动作用。此外,该细胞还存在 β- 连环蛋白基因异常,导致其在胞质和细胞核内积累,激活下游靶基因的表达,模拟了人类肝癌中 Wnt 信号通路异常激活的特征。
在药物筛选领域,Hepa1-6 细胞系是评估抗肝癌药物疗效的常用模型。其对多种经典药物的敏感性与人类肝癌组织接近,可通过 MTT 法快速检测药物对细胞增殖的抑制率。在筛选新型靶向药物时,该细胞系能有效反映药物对特定靶点的作用,例如,使用抗 VEGFR 单克隆抗体处理后,细胞的血管内皮生长因子(VEGF)分泌量下降 70%,细胞迁移能力降低 55%,为评估 VEGFR 抑制剂的疗效提供了可靠依据。同时,该细胞系可用于构建荷瘤小鼠模型,通过测量肿瘤体积变化和计算抑瘤率,评估药物的体内疗效。
在肿瘤免疫研究中,Hepa1-6 细胞系的免疫原性特征使其成为免疫相关研究的理想模型。该细胞表达多种肿瘤相关抗原,如甲胎蛋白(AFP)和热休克蛋白 90(HSP90),可被免疫系统识别。其荷瘤小鼠模型具有完整的免疫系统,能模拟人类肝癌的肿瘤免疫微环境,例如,肿瘤微环境中存在大量巨噬细胞和调节性 T 细胞,可抑制效应 T 细胞的抗肿瘤活性。在免疫检查点抑制剂研究中,使用抗 CTLA-4 抗体处理荷瘤小鼠,可使肿瘤内 CD8⁺T 细胞浸润增加 2 倍以上,肿瘤生长抑制率达 45%,为免疫机制研究提供了良好模型。
在肿瘤转移研究中,Hepa1-6 细胞系因具有稳定的转移潜能而被广泛应用。通过尾静脉注射可建立肺转移模型,该细胞在肺部形成转移性结节的转移率达 50% 以上,转移灶的病理特征与人类肝癌肺转移相似。研究发现,该细胞高表达基质金属蛋白酶 - 2(MMP-2),可降解基底膜成分,促进肿瘤细胞侵袭和转移,抑制 MMP-2 活性可使细胞的侵袭能力下降 50%,肺转移结节数量减少 60%,为开发抗转移药物提供了潜在靶点。
前沿研究中,Hepa1-6 细胞系的应用持续拓展。在类器官构建中,将其与肝星状细胞、内皮细胞共培养,可形成具有肝脏组织结构的三维肿瘤模型,更真实地模拟体内肿瘤微环境;在单细胞测序研究中,解析其异质性亚群,发现高表达 CD133 的细胞亚群具有更强的成瘤能力和耐药性,为识别肝癌干细胞提供了标志物;在基因编辑领域,利用 CRISPR 技术敲入荧光蛋白基因,可实时追踪肿瘤细胞在体内的转移路径,为研究转移机制提供可视化工具。
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