K562 細胞——慢性骨髓性白血病研究的基石細胞系

引言

K562 細胞（亦稱為 K-562）是生物醫學研究中研究最廣泛的人類白血病細胞系之一。 該細胞系源自胸腔積液，現已成為 BCR-ABL1 陽性慢性骨髓性白血病（CML）爆發期體外研究的標準模型。 自 1970 年代中期首次被闡明特性以來，K562 已被廣泛應用於極其廣泛的研究領域，包括靶向癌症治療、自然殺傷（NK）細胞免疫學、造血、造紅及藥物篩選。 其穩定的懸浮生長特性、明確的 BCR-ABL 融合致癌蛋白表達，以及對酪氨酸激酶抑制劑的敏感性，使其成為理解髓系白血病生物學不可或缺的工具。時至今日，K562 仍為細胞毒性試驗、基因組研究以及新型抗癌化合物臨床前評估的參考標準。

重點摘要

• K562 是一種 BCR-ABL1 陽性的人類紅白血病細胞系，源自慢性骨髓性白血病（CML）急變期患者的胸腔積液。
• 該細胞系表達 BCR-ABL 融合致癌蛋白，使其成為研究酪胺酸激酶抑制劑反應的標準模型。
• K562 細胞以懸浮方式生長，且表面不表達 MHC I 類（HLA）抗原，使其成為自然殺傷細胞（NK 細胞）細胞毒性試驗中的黃金標準標靶。
• 該細胞系攜帶純合子 TP53 移碼突變，以及涉及 BCR 第 14 外顯子與 ABL1 第 2 外顯子的 BCR-ABL 基因融合。
• K562 廣泛應用於抗癌藥物篩選、miRNA 研究、造血分化研究以及 ENCODE 基因組分析。
• 其偽三倍體核型及特徵明確的基因組，使 K562 成為多組學研究中可靠且具可重複性的模型。

什麼是 K562？

K562 源自一名 53 歲女性患者的胸腔積液，該患者被診斷為 BCR-ABL1 陽性慢性骨髓性白血病，且處於急變期。 該細胞系最初於 1975 年被鑑定，並迅速成為理解骨髓性白血病生物學的基礎模型。它被歸類為紅白血病細胞系，同時具備未分化粒細胞和紅細胞前體的特徵。 在遺傳層面上，K562 攜帶 BCR-ABL1 基因融合，其中 BCR 第 14 外顯子與 ABL1 第 2 外顯子相連，產生驅動白血病發生的持續活性酪胺酸激酶。 此外，該細胞系還攜帶一個純合性 TP53 移碼突變（p.Gln136fs*13；c.406_407insC），這進一步形塑了其細胞行為及藥物反應特徵。K562 在 Cellosaurus 資料庫中的登錄編號為 CVCL_0004。

K562 細胞培養資訊

K562 – 低融合度

K562 – 高融合度

K562 細胞的優勢

K562 細胞具備多項卓越優勢，這正是其在白血病研究中歷久不衰的原因。其懸浮生長特性免除了酶解脫附程序的需求，簡化了常規培養與實驗工作流程。這些細胞增殖迅速且穩定，解凍後首次傳代即可達到高密度，且存活率超過 90%。 這種強健且一致的生長特性，不僅降低了實驗變異性，也使規模擴增變得簡便。此外，K562 細胞表面未檢測到主要組織相容性複合體 I 類（HLA）抗原的表達，此特性使其對自然殺傷細胞（NK 細胞）介導的殺傷作用極為敏感。這使得 K562 成為全球幾乎所有 NK 細胞細胞毒性檢測中採用的黃金標準靶細胞系。

在分子層面上，其構成的 BCR-ABL 融合激酶提供了一個明確的致癌驅動因子，能忠實重現慢性骨髓性白血病（CML）在急變期關鍵的訊號傳導異常。因此，研究人員可在受控且可重複的系統中，研究酪胺酸激酶抑制劑的反應。 該細胞系的偽三倍體核型及其經過廣泛特徵分析的基因組——包括其作為主要 ENCODE 參考細胞系所扮演的重要角色——意味著現有大量公開的轉錄組、表觀基因組及染色質可及性數據。這些資源極大加速了以基因組學為重點的研究中假設的提出與數據的詮釋。

K562 細胞的局限性

儘管 K562 細胞被廣泛使用，但其仍存在研究人員應予以考量的重大限制。該細胞系攜帶的 TP53 純合子移碼突變，意味著其缺乏功能性的 p53 依賴性凋亡反應，這可能干擾針對 DNA 損傷途徑或 p53 依賴性藥物作用機制所進行的研究。 由於 K562 源自慢性骨髓性白血病（CML）的爆發危機期，因此可能無法完全代表該疾病較早、病程較緩慢的階段。在嘗試建模早期 CML 病理機制或慢性期細胞的藥物反應時，應將此時間特異性納入考量。

長時間的體外傳代可能引入額外的染色體畸變，進而導致不同實驗室庫存之間的表型漂移。 因此，不同機構所維護的 K562 亞系，其核型或基因表達譜可能存在細微差異，這使得跨實驗室比較變得複雜。雖然缺乏 MHC I 類分子表達對自然殺傷細胞（NK）檢測有利，但也意味著 K562 無法用於研究 HLA 限制性 T 細胞反應。 最後，作為懸浮細胞系，K562 不適合需要表面附著的實驗平台，這限制了其在某些微流體或傷口癒合檢測格式中的應用。

K562 細胞的應用

慢性骨髓性白血病（CML）、BCR-ABL 訊號傳導與標靶治療

K562 細胞一直是研究 BCR-ABL 驅動的致癌訊號傳導以及酪胺酸激酶抑制劑作用機制的主要體外模型。 Andersson 等人（1979）對 K562 細胞系作為人類紅白血病細胞系的開創性闡明，確立了這些細胞具有獨特的造血前體特性，且其抗原譜與早期髓系和紅系分化相符。 [1] 這項奠基性研究提供了數十年來慢性骨髓性白血病（CML）藥物開發所依循的生物學框架，並確認 K562 細胞是 BCR-ABL 研究的權威細胞基準。

近期更多分子層面的研究，持續透過 K562 細胞深化我們對 BCR-ABL 訊號傳導網路的理解。 Akbari-Ardabili 等人探討了經伊馬替尼處理之 K562 細胞中，Hippo-YAP 路徑的時程解析反應，證實 Hippo 路徑轉錄本在 12 小時時協調上調，隨後於 48 小時出現延遲的微RNA 反應。 [2] 這些發現闡明了將 BCR-ABL1 抑制與白血病細胞命運決定聯繫起來的早期分子事件。在另一項平行研究中，Antonenko 等人利用免疫螢光和共聚焦顯微鏡技術，在 K562 細胞中考察了 FNBP1 與 BCR-ABL 致癌蛋白之間的空間關係。 [3] 他們的生物資訊學分析顯示，FNBP1 參與了與細胞骨架重塑相關的 BCR-ABL 信號傳導網絡，這突顯了其在慢性骨髓性白血病（CML）治療中作為潛在新標靶的可能性。

與 BCR-ABL 活性密切相關的 JAK/STAT 訊號傳導軸，亦已在 K562 細胞中進行研究。 Li 等人證實，維生素 K4 透過誘導細胞週期停滯及線粒體介導的凋亡來抑制白血病細胞增殖，這些作用與 JAK/STAT 路徑的調控相關，並利用基於 K562 細胞的異種移植模型證實了這些發現。 [4] Lukic 等人進行了一項更廣泛的多組學研究，探討了各種腫瘤類型中 STAT 家族的活化狀況，並利用 K562 細胞的染色質結合與轉錄組數據，闡明 STAT3 和 STAT5 在骨髓性惡性腫瘤中的致癌活性。 [5] 研究亦顯示，骨髓來源的間質幹細胞（BMSCs）可透過分泌的細胞因子促進 K562 細胞的凋亡並改變其細胞週期分布，從而確立了一種具有轉譯相關性的旁分泌機制，對慢性骨髓性白血病（CML）微環境研究具有重要意義。

自然殺傷細胞（NK）免疫學與細胞毒性檢測

K562 細胞表面未表達 HLA I 類抗原，這正是其作為自然殺傷細胞功能檢測中靶細胞發揮核心作用的基礎。 Kantakamalakul 等人開發了一種 EGFP-K562 穩定細胞系，其中增強型綠色螢光蛋白（EGFP）得以穩定表達，從而能夠透過流式細胞術測量 NK 細胞的細胞毒性，而無需進行放射性鉻-51 釋放試驗。 [6] 此方法與標準的 ⁵¹Cr 釋放試驗呈現高度相關性（r = 0.87–0.89，p < 0.001），並證實僅需兩小時的孵育即可獲得與四小時實驗方案相當的結果，大幅簡化了細胞毒性測量流程。

K562 細胞至今仍作為自然殺傷細胞擴增與工程化研究中的基準對照組。 Lim 等人針對外周血單核細胞的體外 NK 細胞擴增，直接將未經修飾的 ARH-77 餵養細胞系與 K562 進行比較，並採用 K562 作為既定的陽性對照餵養細胞系，以評估新的工程化策略。 [7] 這兩條細胞系均經進一步改造，使其共同表達 B7-H6、CD137L、IL-15 及 IL-15Rα，這證明 K562 仍是生成用於養子免疫療法之臨床相關 NK 細胞產品的重要工程化支架。

關於自然殺傷細胞活化的機制研究亦充分利用了 K562 系統。Badami 等人透過在 K562 細胞中進行全基因組 CRISPR 篩選，鑑定出 BAP1 是決定細胞是否易受自然殺傷細胞介導殺傷作用影響的關鍵遺傳決定因子。 [8] BAP1 敲除細胞在 IFN-γ 刺激下，HLA I 類抗原的誘導程度降低，且自然殺傷細胞的脫顆粒作用增強，從而確立了骨髓性白血病中表觀遺傳調控與先天免疫逃逸之間的重要關聯。 此外，Cazote等人針對γδ T細胞的研究，將K562細胞用作刺激靶標，以評估不同疾病嚴重程度之COVID-19患者的功能反應。[9]

抗癌藥物篩選與天然產物研究

由於 K562 細胞具有已充分闡明的藥理學特性及可預測的生長動力學，因此常被納入抗癌化合物篩選面板中。 Egorova等人合成了系列新型乙炔基膦酸酯，並鑑定出三種對K562細胞具有顯著抗增殖活性的二烷基衍生物，其IC50值達6 μg/ml。 [10] 此外，這些化合物還會導致肌動蛋白細胞骨架顯著紊亂，並降低 K562 細胞的運動能力，這暗示其具有與慢性骨髓性白血病（CML）侵襲生物學相關的雙重作用機制。 在天然產物研究方面，Jia等人從 Caesalpinia pulcherrima 種子中分離出卡薩烷（cassane）類二萜類化合物，並針對包括K562在內的一組細胞系進行篩選，結果顯示化合物5和7在多種癌細胞系中的IC50值介於9.61至27 μM之間。 [11]

在化合物庫評估中，源自植物的萜類化合物與酚類骨架一貫展現出對 K562 細胞的活性。 Nazemosadat-Arsanjani 等人從 Salvia majdae 中分離出包括正醌類化合物 zhumerianone C 和 aethiopinone 在內的二萜類化合物，並證實其對包含 K562 在內的癌症細胞系具有強效細胞毒性，IC50 值介於 0.9–6.8 μM 之間。 [12] 趙等人從大花木蘭（Magnolia grandiflora）果實中分離出八種新型歐德曼型倍半萜類化合物，並評估其對 K562、A549、HepG2、MDA-MB-231 及 SW480 細胞系的細胞毒性活性，同時進行抗炎特性分析。 [13] Tiuleanu等人合成了吲哚-2-羧酸的新型水楊醛肼，並在包含K562在內的細胞系中測試其抗增殖效力，凸顯了該細胞系作為藥物化學研究中標準參考的實用性。[14]

利用 K562 進行的抗癌藥物研究，範圍涵蓋特性已充分闡明的黃酮類化合物與維生素，以及新型合成骨架。研究顯示，槲皮素能促進 K562 細胞的細胞週期停滯與凋亡，其中涉及熱休克蛋白的相互作用扮演著關鍵的調控角色。 乙醯紫草素在 48 小時內於 IC50 值約 1.13 μM 時，可誘導 K562 細胞發生 S 期細胞週期停滯，並伴隨 BCR-ABL 耗竭，證實其於慢性骨髓性白血病（CML）背景下具有靶向活性。 這些研究共同說明，K562 細胞因具備明確的 BCR-ABL 背景及一致的藥物反應特徵，使其成為腫瘤學前臨床篩選中不可或缺的工具。

白血病中的微RNA與表觀遺傳調控

K562 細胞已成為剖析微RNA 介導的白血病細胞行為調控的首選模型。 Lachinani 等人觀察到，在 CML 和 AML 細胞系中，miR-143 和 miR-199 均呈下調，其中 K562 顯示出這些 miRNA 與 RNA 結合蛋白 Musashi2 之間最強的負相關性。 [15] K562 細胞中 miR-143 和 miR-199 的過度表達，降低了 Musashi2 的 mRNA 和蛋白質水平，從而導致細胞增殖和侵襲性降低。 miR-143 展現出定量上更顯著的抗增殖作用，凸顯了針對同一 RNA 結合蛋白的不同 miRNA 所發揮的功能差異。

Hippo-YAP 訊號傳導路徑是慢性骨髓性白血病（CML）中一個新興的調控軸，而 K562 細胞使研究人員得以對其微RNA 相互作用進行時間解析。 Akbari-Ardabili 等人進行的研究，針對 K562 細胞在 48 小時伊馬替尼治療期間，對核心 Hippo 路徑基因及其相關微RNA 進行了分析，揭示了早期 mRNA 上調與延遲的微RNA 反應之間存在時間上的脫節。[2] 這些發現表明，microRNA 介導的回饋機制可能緩衝了 CML 細胞中 Hippo 路徑的早期活化，這對於理解標靶治療後的殘留疾病具有重要意義。利用 K562 衍生的數據進行的染色質結合分析，亦為 Lukic 等人關於 STAT 家族的演化研究提供了支持，深入闡明了依賴於上下文的轉錄因子調控機制。[5]

造血與造紅細胞研究

K562 細胞保留了多系分化能力，使其成為造血與造紅研究中極具價值的工具。 該細胞系可被誘導分化為紅系、巨核細胞系及巨噬細胞系，並在可控的細胞培養系統中重現正常前體細胞定型的部分特徵。 針對蒸製三七皂苷（SPNS）的研究，將 K562 細胞作為紅系前體增殖模型的一部分；透過多組學分析，確認 cAMP/PI3K/AKT/cGMP 途徑是調解與環磷酰胺誘導性貧血相關之「補血」特性的關鍵因子。[16]

多醣體研究亦借鑒了 K562 細胞的造血特性。 胡等人研究了利用電子束輻照作為預處理，以增強當歸多醣的萃取效率並改良其生物功能特性，其中包括免疫調節及支持造血的活性，部分評估工作是利用K562作為細胞模型進行的。 [17] 這些以傳統醫學為導向的研究，反映出 K562 作為造血參考細胞系，在連結民族藥理學與現代細胞生物學方面具有廣泛的實用價值。

K562 作為紅白血病的細胞系，其身分已在 1979 年 Andersson 等人的奠基性研究中得到嚴謹確立，該研究闡明了其紅系前體抗原特徵，並將其置於人類白血病細胞系的更廣泛框架之中。 [1] 這項研究為後續的分化研究奠定了基礎，這些研究利用 K562 來模擬血紅蛋白轉換、珠蛋白基因調控，以及未成熟紅系祖細胞對藥理學刺激的反應。 在後續特徵分析工作中衍生的多柔比星抗性 K562 亞系，進一步使研究人員得以在紅白血病背景下建立藥物抗性模型，從而擴展了該細胞系在研究多重藥物抗性機制方面的應用價值。

結論

K562 細胞在血液學研究中佔據著獨一無二的核心地位，同時作為 BCR-ABL1 陽性慢性骨髓性白血病的權威模型、自然殺傷細胞（NK 細胞）細胞毒性檢測的黃金標準靶細胞，以及抗癌藥物篩選與造血研究的多功能平台。 從 1979 年對該紅白血病細胞系的初步特徵描述 [1]，到當今最先進的 CRISPR 篩選、Hippo-YAP 路徑分析以及天然產物評估，K562 展現了非凡的科學生命力。 其特徵鮮明的 BCR-ABL 融合致癌蛋白、缺乏 HLA I 類抗原表達、懸浮生長習性，以及經廣泛編目之基因組，共同使其在世界各地的白血病與免疫學實驗室中成為不可取代的資源。 對於需要可靠且經廣泛驗證的慢性骨髓性白血病（CML）模型，以進行標靶治療研究、免疫功能檢測或基因組學研究的研究人員而言，K562 將是不可或缺的資源。請造訪 cytion.com 查閱完整產品規格，或為您的研究計畫訂購 K562 細胞。

關鍵文獻

1. Andersson LC、Nilsson K、Gahmberg CG（1979）K562——一種人類紅白血病細胞系。《國際癌症雜誌》（Int. J. Cancer）。PMID：367973
2. Akbari-Ardabili S、Aghazadeh S、Imani M (2026) K562 慢性骨髓性白血病細胞對伊馬替尼的時程解析 Hippo-YAP 轉錄本與微RNA 反應，並對 CD34⁺ 前體細胞轉錄組進行探索性分析。《分子生物學報告》。 PMID: 42201499
3. Antonenko S、Gurianov D、Kravchuk I（2026）慢性骨髓性白血病中的 FNBP1：與 BCR-ABL 的空間關聯及其對標靶治療的潛在影響。《實驗腫瘤學》。PMID: 42290558
4. Li X、Zhu P、Hu S（2026）維生素 K4 透過調控 JAK/STAT 訊號傳導路徑發揮的抗白血病作用。《國際癌症細胞》。PMID：42216158
5. Lukic D、Guzzi PH、Giorgi FM（2026）實體腫瘤中STAT家族活化的整合性演化與多組學分析。《基因》。PMID: 42195004
6. Kantakamalakul W、Jaroenpool J、Pattanapanyasat K（2003）一種測量自然殺手（NK）細胞細胞毒性活性的新型增強型綠色螢光蛋白（EGFP）-K562 流式細胞術方法。《免疫學方法期刊》。 PMID: 12505723
7. Lim YJ、Marr B、Ghaziasgar S（2026）開發基因改造 ARH-77 餵養細胞，以高效擴增具強效抗腫瘤活性的自然殺手細胞。《癌症》（Cancers）。PMID: 42279415
8. Badami C、Islamagic E、Blomén L（2026）BAP1 缺失會損害 IFN-γ 訊號傳導，並增強骨髓性白血病中 NK 細胞介導的細胞毒性。《癌症免疫學、免疫療法：CII》。PMID：42295372
9. Cazote ADS、Mascarenhas GD、Perazzo H（2026）重症與中度 COVID-19 患者中 γδ T 細胞的功能特徵：一項巴西橫斷面研究。《Cells》。PMID：42274612
10. Egorova AV、Lobova AM、Egorov DM（2026）新型含乙炔磷酸酯的合成、其抗病毒活性及其對不同癌細胞系的細胞毒性。《Molecules》（瑞士巴塞爾）。PMID: 42280164
11. Jia L、Ding LF、Li JY（2026）《源自 Caesalpinia pulcherrima 種子的卡薩內型二萜類化合物及其細胞毒性》。《Chemistry & biodiversity》。PMID: 42246384
12. Nazemosadat-Arsanjani Z、Poustforoosh A、Pirhadi S（2026）從 Salvia majdae (Rech.f. & Wendelbo) Sytsma 分離出的二萜類化合物對癌細胞展現抗增殖及誘導凋亡能力。《天然產物研究》。 PMID: 42269004
13. 趙 QY、尹 SH、賽 L（2026）從大花木蘭果實中分離出的具細胞毒性及抗炎活性的歐德斯曼型倍半萜類化合物。《植物療法》。PMID: 42203113
14. Tiuleanu P、Ivanov IV、Andreeva IP（2026）吲哚-2-羧酸肼和羥胺酸衍生物：合成與生物特性評估。《藥理化學》（沙里亞（阿拉伯聯合大公國））。 PMID: 42300321
15. Lachinani L、Iranpour R、Forouzanfar M（2026）miR-143 與 miR-199 透過靶向 RNA 結合蛋白 Musashi2，對 K562 骨髓性白血病細胞系所產生的腫瘤抑制作用。《科學報告》。 PMID：42230676
16. Xu C、Cui H、Fang Q（2026）蒸製三七皂苷透過 cAMP/PI3K/AKT/cGMP 途徑促進紅細胞前體增殖，從而改善環磷酰胺所引起的貧血。《民族藥理學雜誌》。 PMID：42250832
17. 胡Y、劉X、王H（2026）利用電子束輻射高效降解並萃取當歸多醣及其優異的生物功能特性。《食品化學》。PMID: 42235228