BV-2小鼠小胶质细胞系
BV-2小鼠小胶质细胞系源自 C57BL/6 小鼠的小胶质细胞,经 v-raf/v-myc 逆转录病毒永生化处理后建立,因保留原代小胶质细胞的核心功能特征且增殖稳定,成为神经炎症、神经退行性疾病研究的标gan模型。其在模拟小胶质细胞激活、神经免疫调控及药物筛选中展现出不可替代的价值,为连接基础神经科学与临床脑病研究搭建了关键桥梁。
显微镜下,BV-2 细胞呈贴壁生长,形态具有显著的 “静息 - 激活" 双态性。静息状态下,细胞呈小圆形,直径约 8-12 微米,胞体周围伸出细长的分支状突起,宛如 “神经网络中的哨兵",突起长度可达胞体直径的 5-8 倍,核质比约 1:3,染色质均匀;当受到脂多糖(LPS)等刺激激活后,细胞迅速发生形态重塑 —— 突起回缩,胞体增大为不规则多边形,直径增至 15-20 微米,核质比升至 1:2,部分细胞出现伪足样结构,呈现典型的 “阿米巴样" 激活形态,这一变化在刺激后 6-12 小时达高峰,24 小时后保持稳定。
培养 BV-2 细胞需模拟中枢神经系统微环境。基础培养基选用 DMEM(高糖),添加 10% 胎牛血清提供营养支持,其中血清中的巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)对维持细胞的小胶质细胞表型至关重要。培养环境需严格控制在 37℃、5% CO₂,pH 值稳定在 7.2-7.4,通过培养基中的酚红指示剂监测酸碱变化。与原代小胶质细胞相比,BV-2 细胞对血清批次敏感性较低,但长期培养(超过 30 代)可能导致功能漂移,建议每 10 代进行表型验证 —— 检测 CD11b、Iba1 等标志物的表达量,确保其阳性率维持在 90% 以上。
在神经炎症机制研究中,BV-2 细胞系是解析小胶质细胞激活路径的理想工具。其激活过程严格遵循 “识别 - 响应 - 效应" 的级联反应,LPS 处理后,细胞表面 Toll 样受体 4(TLR4)迅速聚集,6 小时内 NF-κB 通路激活,p65 亚基入核,促使肿瘤坏死因子 -α(TNF-α)、白细胞介素 - 1β(IL-1β)等促炎因子的 mRNA 表达量上调 10-20 倍,24 小时时蛋白分泌量达峰值(TNF-α 约 800 pg/mL,IL-1β 约 300 pg/mL)。实验显示,使用 TLR4 抑制剂预处理可使促炎因子分泌量下降 70%,证实 TLR4 在炎症启动中的核心作用。此外,该细胞系可模拟炎症的 “双ren剑" 效应 —— 短期低剂量 LPS 刺激可上调神经营养因子(如 BDNF)表达,而持续高剂量刺激则会导致氧化应激增强(ROS 水平升高 3 倍),引发神经毒性,wan美再现小胶质细胞在脑损伤中的双重角色。
在神经退行性疾病研究中,BV-2 细胞系能有效模拟阿尔茨海默病、帕金森病等疾病的病理微环境。在 β 淀粉样蛋白(Aβ)刺激下,细胞呈现过度激活状态,促炎因子分泌量增加 5-8 倍,同时释放大量活性氧和一氧化氮(NO),导致共培养的神经元存活率下降 40%,这与阿尔茨海默病脑内小胶质细胞围绕 Aβ 斑块聚集的特征高度一致。通过该模型研究发现,姜黄素可通过抑制 NLRP3 炎症小体活化,使 IL-1β 分泌量下降 60%,神经元保护率提升至 70%,为疾病治疗提供了潜在方案。在帕金森病模型中,BV-2 细胞吞噬 α- 突触核蛋白纤维后,会启动自噬 - 溶酶体系统,而自噬功能缺陷会导致纤维蓄积,加剧炎症反应,这一发现为解析蛋白聚集与神经炎症的恶性循环提供了关键证据。
在药物筛选领域,BV-2 细胞系是评估抗炎、神经保护药物的高效模型。其对经典抗炎药物的敏感性与原代小胶质细胞一致,例如,地塞mi松处理可使 LPS 诱导的 IL-6 分泌量下降 80%,IC50 值约为 10 nM,可通过 ELISA 或 qPCR 快速检测药物的抗炎活性。在筛选天然产物时,该细胞系能有效反映药物的多靶点作用,如huang芩苷不仅抑制促炎因子生成,还可上调抗炎因子 IL-10 表达(增加 2 倍),同时减少氧化应激损伤,体现天然药物的协同效应。此外,该细胞系可与神经元共培养构建 “神经 - 免疫" 相互作用模型,通过检测神经元突起长度、突触数量等指标,评估药物的整体神经保护效果,例如,三七皂苷 R1 处理可使共培养体系中神经元存活率提高 50%,突触密度增加 30%,优于单纯抑制炎症的药物效果。
在脑损伤研究中,BV-2 细胞系可模拟创伤性脑损伤、缺血性脑卒中后的小胶质细胞动态变化。氧糖剥夺(OGD)模型中,细胞在复氧后 6 小时出现激活高峰,迁移能力增强 2 倍,向损伤区域聚集 —— 这一过程依赖 CX3CR1-CX3CL1 轴的调控,敲除 CX3CR1 后细胞迁移率下降 50%。实验证实,促红细胞生成素(EPO)可通过上调 CX3CR1 表达,引导小胶质细胞优先释放神经营养因子,使损伤区域神经元再生数量增加 40%,为脑损伤修复策略提供了新视角。此外,该细胞系可用于研究小胶质细胞与血脑屏障的相互作用,激活的 BV-2 细胞可分泌基质金属蛋白酶(MMP-9),使血脑屏障模型的通透性增加 2 倍,而 MMP 抑制剂可有效逆转这一变化,揭示脑损伤后水肿形成的潜在机制。
培养过程中,BV-2 细胞的表型稳定性需特别关注。长期传代(超过 50 代)可能导致脂多糖响应性下降 30%,建议每 20 代通过流式细胞术检测 CD11b、CD68 等标志物,确保阳性率不低于 95%。诱导激活实验中,LPS 的优良工作浓度为 100 ng/mL,刺激时间以 24 小时为宜,此时炎症因子表达量达峰值且细胞存活率维持在 80% 以上。冻存时使用含 10% DMSO 和 20% 血清的冻存液,梯度降温后液氮保存,复苏存活率可达 85% 以上,复苏后需传代 2-3 次再用于实验,以恢复细胞活性。
前沿研究中,该细胞系的应用持续拓展。单细胞测序技术揭示 BV-2 细胞存在静息型、促炎型、修复型等功能亚群,不同亚群对药物的响应差异可达 40%,为精准靶向治疗提供了依据;通过 CRISPR 技术构建特定基因敲除株,如 TREM2 敲除 BV-2 细胞,发现其吞噬 Aβ 的能力下降 50%,证实 TREM2 在清除病理蛋白中的作用;在类器官模型中,与神经元、星形胶质细胞共培养可形成 “迷你脑" 结构,用于模拟脑内复杂的细胞间相互作用,评估药物的整体效应。
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