U-87人脑星形胶质母细胞瘤细胞系
U-87人脑星形胶质母细胞瘤细胞系源自患者的肿瘤组织,经分离、培养和传代后成功建立。作为研究恶性脑肿瘤的经典细胞模型,U-87 在揭示脑肿瘤发病机制、开发新型治疗药物及探索综he治疗策略等方面发挥着关键作用,极大推动了神经肿瘤学领域的发展。
在生物学特性方面,U-87 细胞呈贴壁生长,光学显微镜下细胞形态多样,主要为不规则多边形或梭形,部分细胞具有细长的突起,细胞间连接松散,展现出典型的癌细胞形态特征。细胞体积较大,细胞核大且不规则,核质比高,常可见多核及核仁明显的现象,细胞质内含有丰富的线粒体、内质网等细胞器,为细胞的快速增殖提供物质与能量基础。免疫表型检测显示,U-87 细胞稳定表达胶质纤维酸性蛋白(GFAP)、波形蛋白(Vimentin)等星形胶质细胞标志物,同时异常高表达表皮生长因子受体(EGFR)、血管内皮生长因子(VEGF)等与肿瘤生长、侵袭和血管生成密切相关的蛋白。与正常星形胶质细胞相比,U-87 细胞增殖能力异常旺盛,细胞周期调控机制紊乱,G1 期显著缩短,促使细胞能够快速进入 S 期进行 DNA 复制,实现大量增殖。代谢上,U-87 细胞呈现典型的肿瘤细胞代谢重编程特征,糖酵解速率显著升高,葡萄糖转运蛋白 GLUT1 表达上调,即便在有氧条件下也主要依赖糖酵解获取能量,以满足细胞快速增殖对 ATP 和代谢中间产物的需求。
从分子机制来看,U-87 细胞内多条信号通路异常激活。PI3K/AKT 信号通路持续活化,激活后的 AKT 通过磷酸化下游蛋白,抑制促凋亡蛋白 Bad 的活性,增强细胞抗凋亡能力,同时激活 mTOR,促进蛋白质合成与细胞生长;MAPK/ERK 信号通路也处于激活状态,通过调控转录因子,促进细胞周期蛋白的表达,驱动细胞周期进程;此外,U-87 细胞中 Notch 信号通路的异常激活,可促进肿瘤细胞的自我更新和侵袭能力,多条信号通路协同维持 U-87 细胞的恶性表型。
在科研与应用领域,U-87 细胞系成果丰硕。在脑肿瘤发病机制研究中,以 U-87 细胞为模型,借助基因编辑技术,如 CRISPR/Cas9 敲低特定基因,可深入探究胶质母细胞瘤相关基因突变的功能。例如,敲低 U-87 细胞中的 PTEN 基因(胶质母细胞瘤中常见的突变基因),发现细胞的增殖、迁移和侵袭能力显著增强,揭示了 PTEN 基因在抑制肿瘤进展中的重要作用。在抗癌药物研发方面,U-87 细胞系是筛选新型hua疗药物、靶向药物及免yi治疗药物的重要工具。通过检测药物对 U-87 细胞增殖抑制率、凋亡率以及侵袭能力的影响,能够评估药物的抗肿瘤活性。如靶向 EGFR 的抑制剂西妥昔单抗在 U-87 细胞实验中,可显著抑制细胞增殖,并诱导细胞凋亡,为脑肿瘤靶向治疗提供了新方向。在肿瘤耐药机制研究中,使用hua疗药物替mo唑胺长期处理 U-87 细胞,成功构建耐药细胞模型。研究发现,耐药细胞中多药耐药蛋白(MDR1)表达上调,药物外排能力增强,同时细胞内 DNA 修复相关蛋白表达增加,增强了细胞对药物损伤的修复能力,这些发现有助于开发克服脑肿瘤耐药的新策略。
尽管 U-87 细胞系应用广泛,但也存在一定局限性。体外培养环境难以wan全模拟脑肿瘤在体内复杂的血脑屏障、肿瘤微环境及与神经细胞的相互作用;长期传代培养可能使细胞发生遗传变异,影响实验结果的重复性和可靠性。此外,胶质母细胞瘤存在显著的异质性,单一的 U-87 细胞系难以涵盖所有临床亚型。未来,随着类器官培养技术、单细胞测序技术以及 3D 生物打印技术的发展,结合基因编辑手段优化 U-87 细胞系模型,有望更真实地模拟胶质母细胞瘤的生物学行为,为脑肿瘤的精准治疗提供更强助力。
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