Cellule K562 — La linea cellulare di riferimento per la ricerca sulla leucemia mieloide cronica
Creato: 22 giugno 2026 | Ultima revisione: 22 giugno 2026 | Di Henri Schwegler
Introduzione
Le cellule K562, note anche come K-562, rappresentano una delle linee cellulari leucemiche umane più ampiamente studiate nella ricerca biomedica. Ottenuta da un versamento pleurico, questa linea è diventata il modello in vitro per eccellenza della leucemia mieloide cronica (LMC) BCR-ABL1-positiva in crisi blastica. Sin dalla sua caratterizzazione originale a metà degli anni ’70, la linea K562 è stata impiegata in una straordinaria varietà di discipline di ricerca, tra cui la terapia oncologica mirata, l’immunologia delle cellule natural killer (NK), l’emopoiesi, l’eritropoiesi e lo screening farmacologico. La sua crescita costante in sospensione, l’espressione ben definita dell’oncoproteina di fusione BCR-ABL e la sensibilità agli inibitori della tirosin-chinasi ne hanno fatto uno strumento indispensabile per comprendere la biologia della leucemia mieloide. Oggi, la linea K562 rimane uno standard di riferimento nei test di citotossicità, negli studi genomici e nella valutazione preclinica di nuovi composti antitumorali.
Punti chiave
- La K562 è una linea cellulare eritroleucemica umana BCR-ABL1-positiva derivata da un versamento pleurico in fase blastica della LMC.
- La linea esprime l’oncoproteina di fusione BCR-ABL, rendendola il modello standard per lo studio delle risposte agli inibitori della tirosin-chinasi.
- Le cellule K562 crescono in sospensione e non presentano espressione di superficie dell’MHC di classe I (HLA), il che le rende il bersaglio di riferimento nei test di citotossicità delle cellule NK.
- La linea presenta una mutazione omozigote con spostamento del frame nel gene TP53 e una fusione genica BCR-ABL che coinvolge l’esone 14 del gene BCR e l’esone 2 del gene ABL1.
- La linea K562 è ampiamente utilizzata per lo screening di farmaci antitumorali, la ricerca sui miRNA, gli studi sulla differenziazione ematopoietica e le analisi genomiche ENCODE.
- Il cariotipo pseudo-triploide e il genoma ben caratterizzato rendono la linea K562 un modello robusto e riproducibile per indagini multi-omiche.
Che cos'è la linea cellulare K562?
La linea cellulare K562 è stata ottenuta dal versamento pleurico di una paziente di 53 anni a cui era stata diagnosticata una leucemia mieloide cronica BCR-ABL1-positiva in crisi blastica. La linea cellulare è stata originariamente caratterizzata nel 1975 ed è diventata rapidamente un modello fondamentale per la comprensione della biologia della leucemia mieloide. È classificata come linea eritroleucemica, in quanto presenta le caratteristiche distintive sia dei precursori granulocitari indifferenziati che di quelli eritrocitari. A livello genetico, la linea K562 presenta una fusione genica BCR-ABL1 in cui l’esone 14 del gene BCR è unito all’esone 2 del gene ABL1, dando origine a una tirosin-chinasi costitutivamente attiva che guida la leucemogenesi. Inoltre, la linea presenta una mutazione omozigote con spostamento del frame nel gene TP53 (p.Gln136fs*13; c.406_407insC), che ne modella ulteriormente il comportamento cellulare e il profilo di risposta ai farmaci. Il codice di accesso Cellosaurus per la linea K562 è CVCL_0004.
Informazioni sulla coltura cellulare K562
- Terreno di coltura
- RPMI 1640, con: 2,0 mM di glutammina stabile, con: 2,0 g/L di NaHCO₃, integrato con il 10% di FBS
- Densità di semina
- 3,33 × 10⁶ cellule/ml (dalla soluzione madre)
- Terreno di congelamento
- CM-1
- Tipo di coltura
- In sospensione
Vantaggi delle cellule K562
Le cellule K562 offrono numerosi vantaggi eccezionali che spiegano la loro popolarità duratura nella ricerca sulla leucemia. La loro crescita in sospensione elimina la necessità di procedure di distacco enzimatico, semplificando la coltura di routine e i flussi di lavoro sperimentali. Le cellule proliferano rapidamente e in modo affidabile, raggiungendo densità elevate con una vitalità superiore al 90% dopo il primo passaggio successivo allo scongelamento. Questa robusta uniformità di crescita riduce la variabilità sperimentale e rende semplice il scale-up. Inoltre, le cellule K562 non presentano un’espressione rilevabile di MHC di classe I (HLA) sulla superficie, una proprietà che le rende estremamente sensibili alla citotossicità mediata dalle cellule NK. Ciò rende la linea cellulare K562 il gold standard utilizzato praticamente in tutti i test di citotossicità delle cellule NK a livello mondiale.
A livello molecolare, la chinasi di fusione BCR-ABL costitutiva fornisce un fattore oncogenico ben definito che riproduce fedelmente le principali anomalie di segnalazione della LMC in crisi blastica. I ricercatori possono quindi studiare le risposte agli inibitori della tirosin-chinasi in un sistema controllato e riproducibile. Il cariotipo pseudo-triploide della linea e il suo genoma ampiamente caratterizzato — compreso il suo ruolo di primo piano come linea cellulare di riferimento primaria per il progetto ENCODE — garantiscono la disponibilità di grandi volumi di dati trascrittomici, epigenomici e sull’accessibilità della cromatina accessibili al pubblico. Queste risorse accelerano notevolmente la formulazione di ipotesi e l’interpretazione dei dati negli studi incentrati sulla genomica.
Limiti delle cellule K562
Nonostante il suo uso diffuso, la linea K562 presenta importanti limitazioni che i ricercatori dovrebbero tenere in considerazione. La mutazione omozigote con spostamento del quadro di lettura (frameshift) del gene TP53 comporta l’assenza di risposte apoptotiche funzionali dipendenti da p53, il che può confondere gli studi che indagano le vie del danno al DNA o i meccanismi d’azione dei farmaci dipendenti da p53. Poiché la linea K562 ha origine da uno stadio di crisi blastica della LMC, potrebbe non rappresentare appieno le fasi iniziali e più indolenti della malattia. Questa specificità temporale dovrebbe essere presa in considerazione quando si cerca di modellare la patogenesi precoce della LMC o le risposte ai farmaci nelle cellule in fase cronica.
Passaggi in vitro prolungati possono introdurre ulteriori aberrazioni cromosomiche, causando potenzialmente una deriva fenotipica tra le linee di laboratorio. Diversi istituti potrebbero quindi mantenere sottolinee di K562 con cariotipi o profili di espressione genica leggermente divergenti, complicando i confronti tra laboratori. L’assenza di espressione dell’MHC di classe I, sebbene vantaggiosa per i test sulle cellule NK, implica anche che la linea K562 non possa essere utilizzata per studiare le risposte delle cellule T HLA-dipendenti. Infine, in quanto linea cellulare in sospensione, la K562 non è adatta a piattaforme sperimentali che richiedono l’adesione alla superficie, il che ne limita l’uso in determinati formati di saggi microfluidici o relativi alla guarigione delle ferite.
Applicazioni delle cellule K562
LMC, segnalazione BCR-ABL e terapia mirata
Le cellule K562 sono state il principale modello in vitro per lo studio della segnalazione oncogenica guidata da BCR-ABL e dei meccanismi d’azione degli inibitori della tirosin-chinasi. La caratterizzazione fondamentale della linea cellulare K562 come linea eritroleucemica umana da parte di Andersson et al. (1979) ha stabilito che queste cellule presentavano proprietà uniche dei precursori ematopoietici e un profilo antigenico coerente con la differenziazione mieloide ed eritroide precoce. [1] Quello studio fondamentale ha fornito il quadro biologico su cui si sono basati decenni di sviluppo di farmaci per la LMC, confermando le cellule K562 come il punto di riferimento cellulare definitivo per la ricerca sul BCR-ABL.
Ricerche molecolari più recenti hanno continuato ad affinare la nostra comprensione delle reti di segnalazione BCR-ABL utilizzando le cellule K562. Akbari-Ardabili et al. hanno studiato le risposte temporali della via Hippo-YAP nelle cellule K562 trattate con imatinib, dimostrando una sovraregolazione coordinata dei trascritti della via Hippo a 12 ore e una successiva risposta ritardata dei microRNA a 48 ore. [2] Questi risultati mettono in luce gli eventi molecolari iniziali che collegano l’inibizione di BCR-ABL1 alle decisioni sul destino delle cellule leucemiche. In una linea di ricerca parallela, Antonenko et al. hanno esaminato la relazione spaziale tra FNBP1 e l’oncoproteina BCR-ABL utilizzando l’immunofluorescenza e la microscopia confocale nelle cellule K562. [3] La loro analisi bioinformatica ha suggerito che FNBP1 partecipi alle reti di segnalazione associate a BCR-ABL coinvolte nel rimodellamento del citoscheletro, evidenziando un potenziale nuovo bersaglio nella terapia della LMC.
Anche l’asse di segnalazione JAK/STAT, strettamente legato all’attività di BCR-ABL, è stato esaminato nelle cellule K562. Li et al. hanno dimostrato che la vitamina K4 inibiva la proliferazione delle cellule leucemiche inducendo l’arresto del ciclo cellulare e l’apoptosi mediata dai mitocondri, effetti associati alla modulazione della via JAK/STAT, e hanno confermato questi risultati utilizzando modelli di xenotrapianto basati sulle cellule K562. [4] Uno studio multi-omico più ampio condotto da Lukic et al. ha analizzato l’attivazione della famiglia STAT in diversi tipi di tumore, avvalendosi dei dati relativi al legame con la cromatina e al trascrittoma delle cellule K562 per contestualizzare l’attività oncogenica di STAT3 e STAT5 nelle neoplasie mieloidi. [5] È stato inoltre dimostrato che le cellule staminali mesenchimali derivate dal midollo osseo (BMSC) promuovono l’apoptosi e alterano la distribuzione del ciclo cellulare nelle cellule K562 attraverso le citochine secrete, stabilendo un meccanismo paracrino con rilevanza traslazionale per la ricerca sul microambiente della LMC.
Immunologia delle cellule NK e test di citotossicità
L’assenza di espressione di HLA di classe I sulla superficie delle cellule K562 ne sottolinea il ruolo centrale come cellule bersaglio nei test funzionali delle cellule NK. Kantakamalakul et al. hanno sviluppato una linea cellulare stabile EGFP-K562 in cui la proteina fluorescente verde potenziata (EGFP) era espressa in modo stabile, consentendo la misurazione della citotossicità delle cellule NK mediante citometria a flusso senza la necessità di test di rilascio del cromo-51 radioattivo. [6] Questo approccio ha mostrato una forte correlazione con il test standard di rilascio del Cr-51 (r = 0,87–0,89, p < 0,001) e ha dimostrato che un’incubazione di due ore produceva risultati paragonabili a quelli dei protocolli di quattro ore, semplificando notevolmente le misurazioni della citotossicità.
Le cellule K562 continuano a fungere da riferimento di confronto negli studi sull’espansione e l’ingegnerizzazione delle cellule NK. Lim et al. hanno confrontato direttamente la linea cellulare di supporto ARH-77 non modificata con la linea K562 per l’espansione ex vivo delle cellule NK a partire da cellule mononucleate del sangue periferico, utilizzando la linea K562 come controllo positivo consolidato per valutare nuove strategie di ingegnerizzazione. [7] Entrambe le linee sono state ulteriormente modificate per coesprimere B7-H6, CD137L, IL-15 e IL-15Rα, dimostrando che le K562 rimangono una piattaforma ingegneristica fondamentale per la generazione di prodotti a base di cellule NK clinicamente rilevanti per l’immunoterapia adottiva.
Anche gli studi meccanicistici sull’attivazione delle cellule NK hanno sfruttato il sistema K562. Badami et al. hanno utilizzato screening CRISPR a livello genomico nelle cellule K562 per identificare BAP1 come determinante genetico chiave della suscettibilità alla distruzione mediata dalle cellule NK. [8] Le cellule con knockout di BAP1 hanno mostrato una ridotta induzione dell’HLA di classe I in seguito alla stimolazione con IFN-γ e una maggiore degranulazione delle cellule NK, stabilendo un importante collegamento tra la regolazione epigenetica e l’evasione del sistema immunitario innato nella leucemia mieloide. Separatamente, gli studi sulle cellule T γδ condotti da Cazote et al. hanno utilizzato le cellule K562 come bersagli di stimolazione per valutare le risposte funzionali in pazienti affetti da COVID-19 con diversi livelli di gravità della malattia. [9]
Screening di farmaci antitumorali e ricerca sui prodotti naturali
Le cellule K562 vengono abitualmente incluse nei pannelli di screening dei composti antitumorali grazie alla loro farmacologia ben caratterizzata e alle cinetiche di crescita prevedibili. Egorova et al. hanno sintetizzato una serie di nuovi fosfonati acetilenici e hanno identificato tre derivati dialchilici con marcata attività antiproliferativa contro le cellule K562, raggiungendo un IC50 di 6 μg/ml. [10] Questi composti hanno inoltre causato una significativa disorganizzazione del citoscheletro di actina e ridotto la motilità delle cellule K562, suggerendo un doppio meccanismo rilevante per la biologia dell’invasione della LMC. Nel contesto dei prodotti naturali, Jia et al. hanno isolato diterpenoidi di tipo cassano dai semi di Caesalpinia pulcherrima e li hanno sottoposti a screening su un panel che includeva le cellule K562; i composti 5 e 7 hanno mostrato valori di IC50 compresi tra 9,61 e 27 μM su diverse linee tumorali. [11]
I terpenoidi e gli schemi fenolici di origine vegetale hanno costantemente dimostrato attività contro le cellule K562 nelle valutazioni delle librerie di composti. Nazemosadat-Arsanjani et al. hanno isolato diterpenoidi, tra cui gli orto-chinoni zhumerianone C e aethiopinone, dalla Salvia majdae, dimostrando una potente citotossicità con valori di IC50 compresi tra 0,9 e 6,8 μM in pannelli di cellule tumorali che includevano la linea K562. [12] Zhao et al. hanno riportato otto nuovi sesquiterpenoidi di tipo eudesmanico dai frutti di Magnolia grandiflora e ne hanno valutato l’attività citotossica contro le linee cellulari K562, A549, HepG2, MDA-MB-231 e SW480, oltre al profilo antinfiammatorio. [13] Tiuleanu et al. hanno sintetizzato nuove idrazoni salicilideniche dell’acido indolo-2-carbossilico e ne hanno testato la potenza antiproliferativa in un pannello che includeva la linea K562, evidenziando l’utilità di questa linea come riferimento standard nelle campagne di chimica medicinale. [14]
Le ricerche sui farmaci antitumorali che utilizzano la linea K562 si estendono a flavonoidi e vitamine ben caratterizzati, nonché a nuovi schemi strutturali sintetici. È stato dimostrato che la quercetina promuove l’arresto del ciclo cellulare e l’apoptosi nelle cellule K562, con interazioni che coinvolgono le proteine da shock termico, le quali svolgono un ruolo modulatorio chiave. L’acetilshikonina ha indotto l’arresto del ciclo cellulare in fase S nelle cellule K562 a un IC50 di circa 1,13 μM a 48 ore, con una concomitante deplezione di BCR-ABL che conferma l’attività mirata nel contesto della LMC. Questi studi illustrano collettivamente come il background definito di BCR-ABL delle cellule K562 e il loro profilo di risposta farmacologica coerente le rendano uno strumento indispensabile nello screening oncologico preclinico.
MicroRNA e regolazione epigenetica nella leucemia
Le cellule K562 sono diventate un modello privilegiato per analizzare la regolazione mediata dai microRNA del comportamento delle cellule leucemiche. Lachinani et al. hanno osservato una sottoregolazione di miR-143 e miR-199 in entrambe le linee cellulari di LMC e LMA, con le cellule K562 che mostravano la più forte correlazione negativa tra questi miRNA e la proteina di legame dell’RNA Musashi2. [15] La sovraespressione di miR-143 e miR-199 nelle cellule K562 ha ridotto sia i livelli di mRNA che quelli proteici di Musashi2, determinando una diminuzione della proliferazione cellulare e dell’invasività. Il miR-143 ha esercitato un effetto antiproliferativo quantitativamente maggiore, evidenziando ruoli funzionali differenziali dei singoli miRNA che prendono di mira la stessa proteina di legame all’RNA.
La via di segnalazione Hippo-YAP rappresenta un asse regolatorio emergente nella LMC, e le cellule K562 hanno consentito un’analisi temporalmente risolta delle sue interazioni con i microRNA. Lo studio di Akbari-Ardabili et al. ha profilato i geni principali della via di segnalazione Hippo e i microRNA associati nelle cellule K562 durante un periodo di trattamento con imatinib di 48 ore, rivelando una discrepanza temporale tra la regolazione positiva precoce dell’mRNA e le risposte ritardate dei microRNA. [2] Questi risultati suggeriscono che il feedback mediato dai microRNA possa attenuare l’attivazione precoce della via Hippo nelle cellule della LMC, con implicazioni per la comprensione della malattia residua dopo la terapia mirata. L’analisi del legame con la cromatina, basata su dati derivati dalle cellule K562, ha inoltre contribuito allo studio evolutivo sulla famiglia STAT condotto da Lukic et al., fornendo approfondimenti sulla regolazione dei fattori di trascrizione in funzione del contesto. [5]
Ricerca sull’emopoiesi e l’eritropoiesi
Le cellule K562 conservano la capacità di differenziazione multilineare, rendendole uno strumento prezioso nella ricerca sull’emopoiesi e sull’eritropoiesi. È possibile indurre questa linea cellulare a differenziarsi verso i lignaggi eritroide, megacariocitario e dei macrofagi, riproducendo aspetti del normale impegno dei progenitori in un sistema di coltura cellulare facilmente gestibile. La ricerca sulle saponine di Panax notoginseng trattate a vapore (SPNS) ha utilizzato le cellule K562 come parte di un modello di proliferazione dei progenitori eritroidi; l’analisi multiomica ha identificato le vie cAMP/PI3K/AKT/cGMP come mediatori delle proprietà ematopoietiche rilevanti per l’anemia indotta dalla ciclofosfamide. [16]
Anche la ricerca sui polisaccaridi ha attinto alle proprietà eritroidi delle cellule K562. Hu et al. hanno studiato l’irradiazione con fascio di elettroni come pretrattamento per potenziare l’estrazione e modificare le proprietà biofunzionali dei polisaccaridi di Angelica sinensis, comprese le attività immunomodulanti e di supporto all’emopoiesi valutate in parte utilizzando le cellule K562 come modello cellulare. [17] Questi studi orientati alla medicina tradizionale riflettono l’ampia utilità della linea K562 come linea di riferimento ematopoietica che fa da ponte tra l’etnofarmacologia e la moderna biologia cellulare.
L’identità eritroleucemica della linea K562 è stata rigorosamente stabilita nel fondamentale studio del 1979 di Andersson et al., che ne ha caratterizzato il profilo antigenico dei precursori eritroidi e l’ha collocata nel panorama più ampio delle linee cellulari leucemiche umane. [1] Questo lavoro è alla base di successivi studi sulla differenziazione che hanno utilizzato la K562 per modellare il cambio di emoglobina, la regolazione dei geni della globina e la risposta dei progenitori eritroidi immaturi agli stimoli farmacologici. Una sottolinia di K562 resistente alla doxorubicina, derivata da successivi lavori di caratterizzazione, ha ulteriormente consentito la modellizzazione della resistenza ai farmaci in un contesto eritroleucemico, ampliando l’utilità della linea per lo studio dei meccanismi di resistenza multipla ai farmaci.
Conclusione
Le cellule K562 occupano una posizione centrale e unica nella ricerca ematologica, fungendo contemporaneamente da modello definitivo della leucemia mieloide cronica BCR-ABL1-positiva, da cellula bersaglio di riferimento nei test di citotossicità delle cellule NK e da piattaforma versatile per lo screening di farmaci antitumorali e gli studi sull’emopoiesi. Dalla caratterizzazione iniziale della linea cellulare eritroleucemica nel 1979 [1] fino agli screening all’avanguardia con CRISPR, alle analisi della via Hippo-YAP e alle valutazioni dei prodotti naturali, la linea K562 ha dimostrato un’eccezionale longevità scientifica. La sua oncoproteina di fusione BCR-ABL ben definita, l’assenza di espressione di HLA di classe I, il suo comportamento di crescita in sospensione e il genoma ampiamente catalogato la rendono, nel loro insieme, insostituibile nei laboratori di leucemia e immunologia di tutto il mondo. I ricercatori che necessitano di un modello di LMC affidabile e ampiamente convalidato per studi sulle terapie mirate, analisi della funzione immunitaria o ricerca genomica troveranno nella linea K562 una risorsa indispensabile. Visitate cytion.com per consultare le specifiche complete del prodotto o per ordinare le cellule K562 per il vostro programma di ricerca.
Pubblicazioni principali
- Andersson LC, Nilsson K, Gahmberg CG (1979) K562: una linea cellulare eritroleucemica umana. Int. J. Cancer. PMID: 367973
- Akbari-Ardabili S, Aghazadeh S, Imani M (2026) Risposte temporali dei trascritti Hippo-YAP e dei microRNA all’imatinib nelle cellule K562 di leucemia mieloide cronica con analisi esplorativa dei trascrittomi dei progenitori CD34⁺. Molecular biology reports. PMID: 42201499
- Antonenko S, Gurianov D, Kravchuk I (2026) FNBP1 nella leucemia mieloide cronica: associazione spaziale con BCR-ABL e potenziali implicazioni per la terapia mirata. Experimental Oncology. PMID: 42290558
- Li X, Zhu P, Hu S (2026) Gli effetti antileucemici della vitamina K4 attraverso la modulazione della via di segnalazione JAK/STAT. Cancer Cell International. PMID: 42216158
- Lukic D, Guzzi PH, Giorgi FM (2026) Analisi integrata evolutiva e multi-omica dell’attivazione della famiglia STAT nei tumori solidi. Genes. PMID: 42195004
- Kantakamalakul W, Jaroenpool J, Pattanapanyasat K (2003) Un nuovo metodo citometrico a flusso basato sulla proteina fluorescente verde potenziata (EGFP)-K562 per misurare l’attività citotossica delle cellule natural killer (NK). Journal of Immunological Methods. PMID: 12505723
- Lim YJ, Marr B, Ghaziasgar S (2026) Sviluppo di cellule feeder ARH-77 geneticamente modificate per l’espansione efficiente delle cellule natural killer con potente attività antitumorale. Cancers. PMID: 42279415
- Badami C, Islamagic E, Blomén L (2026) La perdita di BAP1 compromette la segnalazione dell’IFN-γ e potenzia la citotossicità mediata dalle cellule NK nella leucemia mieloide. Cancer Immunology, Immunotherapy: CII. PMID: 42295372
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- Nazemosadat-Arsanjani Z, Poustforoosh A, Pirhadi S (2026) I composti diterpenoidi isolati dalla Salvia majdae (Rech.f. & Wendelbo) Sytsma mostrano capacità antiproliferative e di induzione dell’apoptosi nei confronti delle cellule tumorali. Natural product research. PMID: 42269004
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