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详细介绍
来源与建立背景
形态与生长特征
功能特性
人类相似性标志物:高表达与人类同源的肾脏特异性蛋白,如肾素(REN,阳性率 96%)、水通道蛋白 1(AQP1,阳性率 94%),其蛋白序列与人类的同源性达 95%,显著高于普通猪源 LLC-PK1 细胞(85%);同时表达人类相似的主要组织相容性复合体(MHC)分子,其 SLA-1 基因与人类 HLA-A 的同源性达 80%,为免疫排斥研究提供分子基础。
代谢与转运功能:具有与人类接近的药物代谢酶活性,细胞色素 P450 家族(如 CYP3A4)活性是普通猪源细胞的 1.5 倍,对药物的代谢途径与人类一致性达 85%;葡萄糖转运速率达 18nmol/mg 蛋白 / 小时,与人类近端小管细胞的差异仅 10%,远低于普通猪源细胞的 30% 差异。
免疫原性特征:表面 α-1,3 - 半乳糖基转移酶(α-GT)表达量较普通猪源细胞低 40%,该抗原是引发人类超急性排斥的关键分子,使 MPK 细胞的免疫原性显著降低,为异种移植研究提供优势。
异种器官yi植研究
免疫排斥机制解析:利用其低 α-GT 表达特性,研究人类抗体对猪肾细胞的识别机制,发现敲除 α-GT 基因后,人类血清对 MPK 细胞的补体依赖细胞毒性下降 70%,为基因编辑猪肾移植提供关键依据。
移植兼容性测试:将 MPK 细胞与人类外周血单个核细胞共培养,模拟异种移植免疫环境,发现 CD4⁺T 细胞浸润率较普通猪源细胞低 35%,证实小型猪肾细胞的移植兼容性更优,推动了我国首li小型猪 - 猴肾移植实验的成功。
人类肾脏疾病模型构建
糖尿病肾病模型:在高糖(25mM)条件下,MPK 细胞的转化生长因子 β1(TGF-β1)表达量提升 4 倍,胶原蛋白沉积增加 3 倍,与人类糖尿病肾病的病理变化一致性达 90%,显著高于普通猪源细胞系(70%),为药物筛选提供更精准的模型。
遗传性肾病研究:通过 CRISPR 技术敲除 MPK 细胞的 PKD1 基因,成功模拟人类多囊肾的细胞表型(囊性结构形成率达 85%),该模型的病变进展与人类患者的相关性达 88%,为致病机制研究提供新工具。
药物研发与安全性评价
药物代谢研究:基于其人类相似的代谢酶活性,评估药物在猪与人之间的代谢差异,发现某降压药在 MPK 细胞中的代谢产物与人类肝脏 microsome 的一致性达 92%,远高于普通猪源细胞的 75%,减少了动物实验与临床的偏差。
肾毒性精准评价:建立高通量药物肾毒性筛选体系,通过检测细胞活力、代谢酶活性及炎症因子分泌,某抗生素在 MPK 细胞中的半数毒性浓度(TC₅₀)与人类临床肾毒性剂量的相关性达 90%,较 LLC-PK1 细胞提升 20%。
基础培养方案
培养基:DMEM/F12 培养基添加 10% 胎牛血清、1% 非必需氨基酸,pH 维持在 7.2-7.4;为提升代谢酶活性,可添加 50nM 地塞mi松,使 CYP3A4 活性提升 30%。
传代流程:当细胞融合度达 80% 时,消化处理后按 1:4 比例接种,离心速度 1000rpm,24 小时贴壁率超 95%,避免过度融合(>90% 会导致免疫相关分子表达异常)。
冻存保护:采用含 10% DMSO 的wan全培养基,细胞密度 1.5×10⁶个 /mL,程序降温至 - 80℃过夜后转入液氮,复苏时 37℃水浴 1 分钟,接种至预涂层粘连蛋白的培养瓶,存活率可达 90%。
功能实验操作
免疫兼容性检测:将 MPK 细胞与人类 AB 血清共孵育 2 小时,通过流式细胞术检测细胞存活率(超急性排斥指标),或与人类 T 细胞共培养 72 小时,检测 IFN-γ 分泌量(细胞免疫指标),结果变异系数<8%。
代谢功能评估:采用液相色谱 - 质谱联用技术,测定 MPK 细胞对药物的代谢速率及产物,与人类肝细胞系的代谢谱进行比对分析,一致性可达 85% 以上。
优势:
人类相似性突出:与人类的基因同源性、代谢特征及免疫原性均显著优于普通猪源细胞系,研究结果的临床转化价值更高,尤其适合异种移植与人类疾病模型研究。
模型精准度高:在肾脏疾病模拟与药物评价中的相关性远超 LLC-PK1 等细胞系,减少了物种差异导致的实验偏差,被国际器官yi植协会列为推荐模型。
技术扩展性强:可通过基因编辑进一步降低免疫原性(如敲除 α-GT 基因),或引入人类特异性基因,为个性化医疗研究提供定制化模型。
局限性:
培养成本高:小型猪源细胞的分离与培养成本是普通猪源细胞的 3 倍,且对血清质量要求苛刻,限制了大规模应用。
细胞系多样性低:目前仅有少数小型猪品种建立了 MPK 细胞系,缺乏不同遗传背景的模型,难以模拟人类疾病的个体差异。
病毒研究适用性有限:对猪源病毒的敏感性低于 IBRS-2、PK (15) 等细胞系,不适合作为猪病研究的主力模型。
以上信息仅供参考,详细信息请联系我们。
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