技术文章
TECHNICAL ARTICLES详细介绍
来源与建立背景
形态与生长特征
功能特性
表型标志物表达:高表达成纤维细胞特异性标志物,如波形蛋白(Vimentin)、成纤维细胞特异性蛋白 1(FSP1),免疫荧光阳性率>98%;同时分泌 Ⅰ 型和 Ⅲ 型胶原蛋白(比例约 5:1),与人类皮肤成纤维细胞的胶原分泌模式高度一致,每日分泌量达 30μg/10⁶细胞。
病毒敏感性:对猴痘病毒、牛痘病毒等痘病毒科病毒具有高度敏感性,感染效率达 90% 以上,48 小时病毒滴度可达 10⁶-10⁷ PFU/mL,感染后 24 小时出现典型细胞病变(胞质内嗜酸性包涵体、细胞融合);对人乳头瘤病毒(HPV)16 型也具有支持能力,可维持病毒 episome 形式复制,为皮肤病毒潜伏感染研究提供模型。
创伤修复功能:在体外划痕模型中,细胞迁移速率达 45μm / 小时,48 小时划痕闭合率超 90%;受机械损伤刺激后,转化生长因子 -β1(TGF-β1)分泌量在 12 小时内提升 4 倍,促进 α- 平滑肌肌动蛋白(α-SMA)表达,模拟体内肌成纤维细胞转化过程。
皮肤病毒感染机制研究
痘病毒传播机制解析:利用 MM-S4 细胞模拟皮肤微环境,研究猴痘病毒的细胞间传播路径。通过活细胞成像发现,病毒通过丝状伪足介导的 “病毒串" 在细胞间直接传递,该过程依赖肌动蛋白聚合,阻断后病毒传播效率下降 65%,为开发阻断传播的药物提供靶点。
病毒与宿主互作研究:通过转录组测序发现,猴痘病毒感染后 MM-S4 细胞的 Ⅰ 型干扰素通路被显著抑制(IFN-β 表达下降 80%),而 NLRP3 炎症小体激活增强(IL-1β 分泌增加 5 倍),揭示病毒逃逸宿主免疫与诱发皮肤炎症的分子机制,为免疫调节治疗提供依据。
创伤修复与皮肤再生研究
修复信号通路探索:构建 MM-S4 细胞与表皮细胞共培养模型,发现成纤维细胞分泌的肝细胞生长因子(HGF)可促进表皮细胞增殖与迁移,中和 HGF 后表皮再生速率下降 40%,证实其在皮肤创伤修复中的关键作用。
生物材料兼容性评估:可用于测试新型皮肤再生材料的性能,如将脱细胞真皮基质与 MM-S4 细胞共培养,细胞在材料孔隙中的增殖率达 85%,胶原分泌量较单纯培养提升 30%,为生物材料优化提供数据支撑。
外用药物筛选与安全性评价
抗病du药物筛选:基于对猴痘病毒的高敏感性,建立 96 孔板高通量筛选模型,日均可检测 200 种化合物。筛选出的新型核苷类似物对病毒的 EC₅₀=1.5μM,选择性指数(SI)>60,动物实验显示其可缩短猴痘皮损愈合时间 40%,为皮肤病毒感染治疗提供候选药物。
皮肤刺激性测试:替代动物实验用于化妆品与外用制剂的安全性评估,通过检测药物对细胞活力、乳酸脱氢酶释放及 IL-6 分泌的影响,建立三级刺激性评价标准,与兔皮肤刺激实验结果一致性达 88%,符合动物实验替代的 3R 原则。
基础培养方案
培养基:DMEM/F12(1:1)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,可加入 5ng/mL 碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)促进细胞增殖与表型维持。
传代流程:当细胞融合度达 70%-80% 时,弃旧培养基,PBS 洗涤 2 次,加入 0.25% yi酶 - EDTA 溶液,37℃孵育 3-4 分钟至细胞变圆,加入含血清的培养基终止消化,按 1:3 比例接种至新培养瓶,避免过度融合导致细胞形态纤维化。
冻存保护:取对数生长期细胞,用含 10% DMSO 的wan全培养基重悬至密度 1×10⁶个 /mL,程序降温后液氮保存,复苏时 37℃水浴快速解冻,直接接种至预热培养基,传代 1 次后即可用于实验(细胞活力>85%)。
病毒感染与功能实验操作
痘病毒接种:细胞以 4×10⁴个 / 孔接种 24 孔板,培养 24 小时至融合度 60%,用无血清培养基稀释病毒(MOI=0.05),37℃吸附 1.5 小时,换含 2% 血清的维持液,每日观察细胞病变,72 小时后通过蚀斑实验测定病毒滴度。
划痕实验:细胞铺满 6 孔板后,用 200μL 枪头垂直划痕,PBS 洗涤去除脱落细胞,加入含 1% 血清的培养基,分别在 0 小时、24 小时、48 小时拍照,ImageJ 软件计算划痕闭合率。
优势:
灵长类模型优势:与人类皮肤成纤维细胞的基因同源性达 95% 以上,生物学特征高度相似,研究结果的临床转化价值显著高于啮齿类模型。
功能完整性:保留皮肤成纤维细胞的病毒敏感性与创伤修复功能,可模拟体内皮肤生理与病理过程,适合机制研究与药物测试。
操作便利性:贴壁生长特性稳定,培养与传代流程成熟,无需特殊设备,适合常规实验室操作。
局限性:
来源限制:猕猴为保护动物,细胞系获取受伦理与资源限制,成本较高。
增殖能力有限:传代超过 60 次后增殖速率下降约 25%,需定期复苏早期冻存细胞。
单一细胞类型:缺乏皮肤附属器结构(如毛囊、汗腺),无法模拟复杂皮肤微环境,需结合 3D 共培养技术弥补。
MM-S4 猕猴皮肤细胞系的建立为皮肤生物学研究提供了重要工具,其在猴痘病毒等皮肤传染病研究中的应用,为疫情防控提供了关键实验数据;在创伤修复研究中,助力解析皮肤再生的细胞分子机制,推动了再生医学的发展。未来,通过基因编辑技术引入人源化病毒受体(如 HPV 受体),可进一步提升模型的临床相关性;结合生物打印技术构建含 MM-S4 细胞的 3D 皮肤模型,有望模拟完整皮肤结构,为皮肤疾病研究与药物开发提供更接近体内的实验平台。
以上信息仅供参考,详细信息请联系我们。
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