DU-145细胞——研究人员综合指南
DU-145 是一种广泛应用于生物医学研究的人类前列腺癌细胞系。这些细胞是研究前列腺癌生物学、药物测试和开发的重要模型。此外，研究人员还利用 DU-145 细胞来探究前列腺癌发生、生长和进展背后的分子机制。
- 培养基
- 含补充成分的EMEM（Eagle's Minimum Essential Medium），即10%胎牛血清（FBS）、2 mM L-谷氨酰胺、2.2 g/L NaHCO3及EBSS。培养基每周更换2至3次。
- 倍增时间
- DU-145细胞的倍增时间在30至40小时之间。
- 生长类型
- DU-145 是一种贴壁细胞系。
- 生物安全等级
- BSL-1
DU-145细胞系的一般信息与来源
在开始使用细胞系之前，了解其基本属性和来源至关重要。本节将全面介绍 DU-145 细胞系的特征和来源。您将了解：什么是 DU-145 癌细胞？DU-145 细胞的形态特征是什么？ PC-3与DU-145有何区别？
- DU-145是一种人类前列腺癌细胞系，源自一名患有转移性前列腺癌的69岁白人男性的大脑。这些细胞最初由K.R. Stone及其同事于1978年建立。
- 与PC-3前列腺癌细胞类似，DU-145也表达雄激素受体。然而，当这些细胞接受雄激素配体处理时，并未显示出任何雄激素受体响应基因的活性，因此被视为雄激素非依赖性细胞。
- DU-145细胞具有上皮细胞形态。
- DU-145细胞为次三倍体，其模态染色体数为64。 它们表现出若干标记染色体，例如 del (11) (q23)、t(11q12q)、16q+、del (1) (p32) 和 del (9) (p11)。
PC-3 与 DU145
这两种前列腺癌细胞系均为雄激素受体独立型。它们在致瘤性和转移潜能方面存在差异。当注入免疫缺陷小鼠体内时，PC-3 细胞系会形成高度转移性的 IV 级腺癌。 相比之下，DU-145细胞系则会发展为具有中等转移潜能的前列腺癌 [1]。
DU-145细胞的培养
DU-145细胞系在前列腺癌研究实验室中被广泛应用。您应掌握以下要点，以确保其培养过程简便高效。本节将介绍DU-145培养基、倍增时间、细胞培养条件及操作规程。
DU-145细胞培养要点
细胞倍增时间：
DU-145细胞的倍增时间在30至40小时之间。
贴壁或悬浮培养：
DU-145 属于贴壁型细胞系。
接种密度：
DU-145细胞的推荐接种密度为2×10⁴个细胞/cm²。在此密度下，细胞约需4天即可形成完全融合的单层。 接种前，用1×磷酸盐缓冲盐水洗涤细胞，并加入传代溶液Accutase进行孵育。室温孵育8至10分钟后，加入新鲜培养基并离心。将收集的细胞沉淀小心重悬，然后将细胞倒入新的培养瓶中进行培养。
培养基：
含补充成分的EMEM（Eagle's Minimum Essential Medium），即10%胎牛血清（FBS）、2 mM L-谷氨酰胺、2.2 g/L NaHCO3及EBSS。培养基每周更换2至3次。
培养条件：
DU-145细胞培养置于37°C加湿培养箱中，并保持5%二氧化碳浓度。
保存：
DU-145细胞保存在液氮气相中，或置于-150°C以下的电冻柜中，以长期维持细胞活力。
冷冻过程与培养基：
建议使用CM-1或CM-ACF冷冻培养基冷冻DU-145前列腺癌细胞。采用缓慢冷冻法，使温度以每分钟1°C的速率逐渐下降。此方法可避免细胞受冷冲击，有助于维持其存活率。
解冻过程：
将冷冻的 DU-145 细胞试管置于 37°C 水浴中快速解冻 40 至 60 秒。随后，向细胞中加入培养基并离心，以去除冷冻培养基成分。收获的细胞重新悬浮于生长培养基中，并注入培养瓶中进行培养。 细胞从冷冻状态恢复需时约24小时。
生物安全等级：
培养 DU145 雄激素受体独立细胞系需在生物安全 1 级（BSL-1）条件下进行。
DU-145细胞系：优点与局限性
与其他细胞系一样，前列腺癌细胞系 DU-145 也存在一些优缺点。这些特性可帮助您决定是否将其用于研究。DU-145 细胞的主要优点和缺点如下所述。
优点
DU-145细胞的优势包括：
致瘤性
DU-145 是一种侵袭性强的致瘤性前列腺癌细胞系，具有中等程度的转移潜力。可用于在免疫缺陷小鼠中建立 DU-145 异种移植模型，以研究前列腺癌的生物学特性、发展及体外和体内生长情况。
雄激素受体独立性
DU-145 前列腺癌细胞不依赖雄激素。其生长无需雄激素，且在细胞和分子水平上对雄激素处理无反应。是研究非激素依赖性前列腺癌机制的理想选择。
局限性
DU-145细胞系的局限性包括：
体外模型
DU-145是转移性前列腺癌的体外细胞模型，因此可能无法完全反映原发性前列腺肿瘤的复杂性。此外，由于其特有的雄激素受体独立性等特征，该模型可能无法代表所有前列腺癌类型及亚型。
DU-145细胞的研究应用
DU-145 前列腺癌细胞系具有广泛的研究应用。以下列举了其中几项有前景的应用。
- 前列腺癌生物学：DU-145是研究前列腺癌生物学的重要模型。研究人员利用这些细胞探究驱动癌症发生、进展和转移的分子机制，同时还研究与前列腺癌密切相关的遗传变异。 2021年开展的一项研究通过分析DU-145细胞，旨在识别具有高效诊断和治疗意义的潜在生物标志物。该研究指出肌动蛋白γ1（ACTG1）可能是前列腺癌的潜在生物标志物，因为它能促进癌细胞增殖，并通过激活MAPK/ERK通路调节转移[2]。
- 药物筛选与开发：DU-145前列腺癌细胞被广泛用于测试潜在抗癌药物的细胞毒性和疗效。这有助于研究人员发现新药、理解耐药性及其潜在的分子机制。 2022年的一项研究探索了树脂混合物——蜂胶（或称蜂胶胶）——在前列腺癌细胞系PC-3和DU-145中的细胞毒性作用。研究表明，这种天然物质在这两种细胞系中均具有生长抑制作用，并提出了其抗癌潜力[3]。 2019年开展的另一项研究则针对天然化合物甜菜碱在DU-145前列腺癌细胞中的抗增殖效应进行了调查。 研究表明，甜菜碱通过增强DU-145细胞中氧化应激介导的细胞凋亡和炎症反应，从而发挥抗增殖作用[4]。
5. 以DU-145细胞为研究对象的学术论文
以下是关于 DU-145 细胞系的一些研究论文。
硫酸锌对DU-145人前列腺癌细胞系的浓度依赖性效应：氧化、凋亡、炎症及形态学分析
这项发表于《生物微量元素研究》（2020年）的研究提出，硫酸锌（ZnSO₄）通过诱导凋亡、形态学改变、氧化损伤和炎症，在DU-145细胞中发挥抗增殖作用。
刺果番荔枝（Annona muricata L.）树皮提取物及其植物化学成分安诺那辛（annonacin）诱导DU-145前列腺癌细胞的选择性细胞毒性和抗转移活性
该研究论文发表于2020年的《BMC补充医学与疗法》期刊。本研究探讨了植物刺果番荔枝（Annona muricata L.）树皮提取物及其生物活性成分番荔枝素在DU-145细胞系中的细胞毒性和抗转移潜力。
LncRNA LOXL1-AS1/miR-let-7a-5p/EGFR相关通路调控前列腺癌DU-145细胞对多柔比星的耐药性
发表于《IUBMB Life》（2019年）的这篇论文提出，长非编码RNA LOXL1-AS1与miR-let-7a-5p及EGFR通路的相互作用，共同调控DU-145前列腺癌细胞对多柔比星的耐药性。
DDR1的下调通过Pyk2/MKK7的磷酸化在DU-145和Lncap-FGC前列腺癌细胞系中诱导凋亡并抑制上皮-间质转化
发表于《医药化学中的抗癌药物》（2020年）的这篇文章指出，Discoidin Domain Receptor1（DDR1）基因的下调通过激活Pyk2/MKK7通路，导致DU-145细胞凋亡并抑制上皮-间质转化（EMT）。
卡斯替辛通过Ras/Akt/NF-κB信号通路抑制人前列腺癌DU 145细胞的迁移和侵袭
《食品生物化学杂志》（2019年）的这项研究提出，多甲氧基黄酮类化合物卡斯汀通过调节Ras/Akt/NF-κB信号通路，抑制DU-145细胞的迁移和侵袭。
DU-145细胞系资源：操作指南、视频及其他
关于DU-145前列腺癌细胞系，网上有大量资源可供参考。本节将介绍其中几项资源，这些资源详细说明了该细胞系的操作、培养及转染方案：
- DU-145转染：本视频教程为分步指南，用于学习DU-145细胞的转染操作流程。
此处介绍了DU-145细胞培养方案。
- DU-145 传代培养：此链接将帮助您了解 DU-145 细胞的传代培养操作规程。
- DU-145细胞：该网站包含大量关于DU-145细胞系的有用信息，包括DU-145培养基、传代操作规程，以及增殖性培养和冷冻保存培养物的处理方法。
参考文献
- Lima, A.R. 等，利用气相色谱-质谱法（GC-MS）区分人类前列腺正常细胞与癌细胞的外代谢组。《科学报告》，2018. 8(1): 第 5539 页。
- Xiao, L. 等，沉默 ACTG1 表达通过 MAPK/ERK 信号通路诱导前列腺癌上皮-间质转化。《DNA 与细胞生物学》，2021. 40(11): 第 1445-1455 页。
- Gogacz, M. 等，采用冷分离法获得的蜂胶提取物对PC-3和DU-145前列腺癌细胞系的抗癌作用。《分子》，2022年，27(23)：第8245页。
- Kar, F. 等，甜菜碱通过增加氧化应激介导的凋亡和炎症抑制DU-145人前列腺癌细胞系的增殖。《细胞应激与伴侣蛋白》，2019. 24: 871-881页。