Calu-3 细胞系

Calu-3细胞是一种源自人类的气道上皮细胞系，代表非小细胞肺癌。该细胞系广泛应用于生物医学研究，包括肺癌生物学、呼吸系统疾病、宿主-病原体相互作用以及气道内药物转运等领域的研究。此外，该细胞系还被用于开发多种呼吸系统疾病的治疗方法。

Calu-3细胞的来源与一般特征

关于细胞系，您最需要了解的是其来源和一般属性。这些信息将帮助您决定在研究工作中如何使用该细胞系。本节将帮助您了解有关 Calu-3 细胞系的这些关键信息，内容包括：什么是 Calu-3 细胞系？ Calu-3细胞的形态特征是什么？Calu-3细胞的来源是什么？

• Calu-3细胞取自一名患有肺腺癌的25岁高加索族男性患者的胸腔积液（转移灶）。该细胞系由纪念斯隆-凯特琳癌症中心的Jorgen Fogh和Germain Trempe于1975年建立。
• Calu-3细胞具有上皮样形态。
• Calu-3细胞的直径范围为8-9至20微米。
• 它们携带K-RAS（G13D）、TP53和CDKN2A基因的突变，并表达野生型EGFR。

A549 与 Calu-3 对比

A549和Calu-3细胞均为人类肺腺癌细胞系，但具有不同的特征。Calu-3与A549细胞模型之间的主要区别在于黏液层的厚度。 Calu-3细胞形成的黏液层较薄，因此可模拟近端气道上皮。另一方面，A549细胞不具备这一特征，更适合代表远端呼吸道的生理结构[1]。

Calu-3细胞系：培养信息

本节将帮助您了解培养 Calu-3 细胞系的关键要点。我们将讨论以下内容：Calu-3 细胞的倍增时间是多少？Calu-3 细胞的培养基是什么？Calu-3 细胞的培养方案是什么？如何培养 Calu-3 细胞？

Calu-3细胞培养要点

倍增时间：

Calu-3细胞的倍增时间约为35小时。

贴壁型还是悬浮型：

Calu-3是一种贴壁型肺腺癌细胞系。

传代比例：

Calu-3细胞系的传代比例为1:2至1:4。进行传代时，先用1×磷酸盐缓冲盐水（PBS）冲洗细胞，然后在室温下用Accutase（传代溶液）孵育约10分钟。 随后加入新鲜细胞培养基，并将脱附的细胞离心收集。将细胞沉淀小心重悬，并将细胞分装至含有新鲜培养基的培养瓶中进行培养。

生长培养基：

Calu-3细胞的培养使用含10%胎牛血清（FBS）、2 mM L-谷氨酰胺、1.5 g/L NaHCO₃、EBSS、1 mM丙酮酸钠及NEAA的EMEM培养基。 Calu-3细胞的培养基应每周更换2至3次。

培养条件：

Calu-3细胞在37°C、5% CO₂的加湿培养箱中培养。

保存：

冷冻细胞应保存在液氮的蒸汽相中或-150 °C以下的温度下，以长期维持细胞的存活能力。

冷冻过程与培养基：

CM-1 或 CM-ACF 冷冻培养基主要用于冷冻 Calu-3 肺细胞系。为保持细胞存活率并防止细胞受到冷冻冲击，需采用缓慢冷冻工艺，使温度每分钟仅下降 1 °C。

解冻过程：

将小瓶置于预设为 37 °C 的水浴中约 1 分钟，或直至仅剩一小块冰块，即可完成细胞解冻。 加入新鲜培养基，并将细胞离心以去除冷冻培养基成分。随后，将细胞沉淀重新悬浮，并将细胞倒入装有生长培养基的新培养瓶中。

生物安全等级：

处理 Calu-3 细胞系时，必须在生物安全一级实验室环境中进行。

Calu-3细胞的优缺点

与其他人类细胞系一样，Calu-3细胞也有其独特的优缺点。本文将探讨其中几个重要的方面。

优点

• 体外气道上皮模型：

  在呼吸系统研究中，Calu-3细胞是高效的体外气道上皮模型。它们能够反映人体气道内衬的特性，从而便于开展药物转运研究、宿主-病原体相互作用研究以及黏液生成研究。

• 极化：

  Calu-3细胞可形成极化单层，因此被广泛用于在更接近实际的条件下研究药物转运和宿主-病原体相互作用。

缺点

• 癌细胞系：

  Calu-3细胞源自肺腺癌，因此需要注意的是，它们可能无法完全代表健康的肺组织。研究人员在将其作为研究模型时应考虑这一点。

Calu-3细胞系在研究中的应用

Calu-3在生物医学研究中具有多种应用。本文这一部分将重点介绍其中最具前景的几种。

• 呼吸系统疾病研究：Calu-3肺细胞被用于研究各种呼吸系统疾病或病症，例如囊性纤维化、哮喘和慢性阻塞性肺病（COPD）。 Chiara Papi 及其同事的一项研究利用 Calu-3 囊性纤维化体外模型，探讨了抗 miR-101-3p 肽核苷酸（PNA）靶向 miRNA-101-3p 的影响。 该研究发现，PNA 治疗往往会增加囊性纤维化跨膜导电调节因子（CFTR）基因的表达，这为囊性纤维化及相关疾病的治疗提供了潜在的治疗策略 [2]。
• 药物研发：Calu-3 细胞可作为多种呼吸系统疾病药物测试和研发的模型。 此外，这些细胞还被用于研究药物通过气道上皮的转运过程。例如，2021年的一项研究探讨了穿心莲（Andrographis paniculata）植物提取物及其生物活性成分穿心莲内酯（andrographolide）对Calu-3细胞中SARS-CoV-2感染的抗病毒活性[3]。
• 宿主-病原体相互作用：Calu-3细胞是研究病原体与气道上皮相互作用的理想模型，有助于理解包括SARS-CoV-2在内的呼吸道感染。 例如，Byoung Kwon Park 及其同事研究了 Calu-3 和 Vero 细胞在 SARS-CoV-2 感染下的反应及病毒产生情况 [4]。

5. Calu-3细胞：研究论文

以下是一些以 Calu-3 细胞为研究对象的引人注目且被广泛引用的研究论文：

一氧化碳释放分子-2可抑制非小细胞肺癌Calu-3细胞的增殖、迁移和侵袭，并促进其凋亡

该研究于2018年发表在《欧洲医学与药理科学评论》上。研究提出，一氧化碳释放分子-2（CORM-2）可促进非小细胞肺癌细胞（Calu-3）凋亡，并抑制其增殖、迁移和侵袭。

Calu-3上皮细胞在体外表现出的免疫和上皮屏障反应与新鲜分离的原代鼻上皮细胞不同

发表于《临床与转化过敏学》（2018年）的这项研究，对比了Calu-3细胞系与新鲜培养的原代鼻上皮细胞在免疫反应和上皮屏障反应方面的差异。

奎宁可抑制SARS-CoV-2对人类细胞系的感染

发表于《病毒》（Viruses，2021年）的这篇文章通过评估奎宁对Calu-3等不同病毒感染细胞系的影响，提出奎宁可能是治疗SARS-CoV-2感染的潜在药物。

高浓度D-葡萄糖通过GLUT1诱导人类气道上皮细胞系Calu-3表达ACE2

发表于《BMC分子与细胞生物学》（2022年）的这项研究提出，高浓度D-葡萄糖通过调节GLUT1基因，促进Calu-3细胞中ACE2的表达。

Dolosigranulum pigrum 调节呼吸道上皮细胞对 SARS-CoV-2 的免疫反应

发表于《病原体》（Pathogens，2021年）的这篇文章探讨了Dolosigranulum pigrum 040417在肺上皮细胞中的免疫调节作用。此外，该研究还考察了这种免疫生物菌在预防SARS-CoV-2感染方面的潜力。

Calu-3细胞相关资源：实验方案、视频等

关于Calu-3细胞的在线资源丰富，涵盖细胞培养和转染相关信息。

• Calu-3细胞转染操作指南：本资源将提供关于Calu-3细胞转染的关键知识。
• Calu-3转染：本视频教程是一份分步指南，用于学习体外Calu-3转染操作规程。

此处介绍了 Calu-3 细胞培养方案。

• Calu-3 细胞：本文档涵盖了有关 Calu-3 细胞培养基以及传代或分培养方案的信息。

参考文献

1. Wiese-Rischke, C., R.S. Murkar 和 H. Walles，《人类下呼吸道的生物模型——生物医学研究中人类3D屏障模型面临的挑战与特殊要求》。《药剂学》（Pharmaceutics），2021年，第13卷第12期。
2. Fabbri, E. 等，用靶向微RNA miR-101-3p的肽核酸（PNA）处理人类气道上皮Calu-3细胞，可增加囊性纤维化跨膜导电调节因子（CFTR）基因的表达。 《欧洲医药化学杂志》，2021年，第209卷：第112876页。
3. Sa-Ngiamsuntorn, K. 等，绞股蓝提取物及其主要成分绞股蓝内酯在人类肺上皮细胞中的抗SARS-CoV-2活性，以及在主要器官代表细胞中的细胞毒性评估。 《天然产物杂志》，2021年，84(4)：第1261-1270页。
4. Park, B.K. 等，SARS-CoV-2 感染后 Calu-3 细胞与 Vero 细胞中的差异信号传导及病毒产生。《生物分子治疗》（首尔），2021 年，第 29 卷第 3 期：第 273-281 页。